QT 学习(QT中的3种指针介绍与使用)

QPointer QPointer是Qt提供的一个比较特别的智能指针,和其它智能指针有很大的不同,该智能指针专门为自动释放内存资源而设计的。
正文 QPointer本质是一个模板类,属于Qt对象模型的特性,它为QObject提供了guarded pointer,当其指向的对象被销毁时,它会被自动置NULL。
需要注意的是:QPointer所指向的对象必须是QObject或其派生类对象。 因为其对象析构时会执行QObject的析构函数,进而执行QObjectPrivate::clearGuards(this);
通常情况下,我们在手动delete一个指针的时候,需要再将其置空,要不然会变成一个悬挂的野指针,那么QPointer就是帮忙干这事的,会在对象被销毁时,自动设置为NULL。
QPointer 属于Qt Object模型的核心机制之一,请注意和其他智能指针的区别。
来看一个示例对比:
不用智能指针:

int main(int argc, char *argv[]) { QApplication a(argc, argv); QLabel * pLabel = new QLabel(); delete pLabel; if(pLabel){ qDebug()<< "pLabel is not null"; } else{ qDebug()<< "pLabel is null"; } return a.exec(); }

delete pLabel; 过后如果不手动置空,这里输出将是"pLabel is not null"。
使用智能指针QPointer:
int main(int argc, char *argv[]) { QApplication a(argc, argv); QPointer pLabel = new QLabel() ; delete pLabel; if(pLabel){ qDebug()<< "pLabel is not null"; } else{ qDebug()<< "pLabel is null"; } return a.exec(); }

再次运行输出"pLabel is null"
写法很简单,就是直接将
QLabel * pLabel = new QLabel();
替换成
QPointer pLabel = new QLabel() ;
即可。
使用场景 除了上面我们看到的常规用法之外,还有别的更常用的场景吗?当然有。
【QT 学习(QT中的3种指针介绍与使用)】当你需要保存其他人所拥有的QObject对象的指针时,这点非常有用。
怎么理解这句话呢?
来看一个示例:
int main(int argc, char *argv[]) { QApplication a(argc, argv); QLabel * pLabel = new QLabel(); pLabel->setText("aa"); QLabel * pLabel2 = pLabel; delete pLabel; pLabel = nullptr; if(pLabel){ qDebug()<< "pLabel is not null"; } else{ qDebug()<< "pLabel is null"; } if(pLabel2){ qDebug()<< "pLabel2 is not null"; } else{ qDebug()<< "pLabel2 is null"; } return a.exec(); }

输出:
pLabel is null pLabel2 is not null

上面这种情况,pLabel2是直接复制pLabel,指向同一个地址,这时候delete pLabel过后,就不需要再delete pLabel2,否则将会报错,但是pLabel2也需要手动置空,否则变成悬挂的野指针,实际情况中可能经常会忘记置空,甚至将指针delete两次,对于新手来说,这种错误是常犯的。
那么,如果将pLabel2改成QPointer智能指针就可以有效避免这种情况:
直接将上述程序中:
QLabel * pLabel2 = pLabel;

改成
QPointer pLabel2 = pLabel ;

再次运行输出:
pLabel is null pLabel2 is null

当然最好的方式是,pLabel和pLabel2都用智能指针的方式,这样就不用手动置空了。这是QPointer最常见的一种使用场景。
一个细节 通常我们的一个指针对象想要调用其成员函数时,通常的写法是:变量+“.”,然后“.”会自动变成 “->”,但是到了QPointer指针时却不是这样,QPointer本身还提供了几个成员函数,还是用上面的label举例:
QPointer pLabel = new QLabel() ;
pLabel是我们申请出来的QLabel对象,如果想要使用QLabel的成员函数怎么调用呢?
两种方法:
  • 通过data()调用。data()是QPointer的成员变量,它返回指向的指针对象,通过指针对象对其成员变量引用,比如:pLabel.data()->setText(“aa”);
  • 直接引用。上面说到,我们通常要调用指针对象的成员变量或函数时,通常的写法是:变量+“.”,然后“.”会自动变成 “->”,但是QPointer却不是,这里我们写“pLabel.” 自动联想出来的是QPointer本身的成员函数,而非QLabel的成员函数,并且“.”也不会变成"->",那么如果我们要调用QLabel的成员函数,就得手动写"->",比如:pLabel->setText(“aa”);
再详细点描述一下这种使用方式,通过两个对比就很明白了。
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我们看到这两个的对比,对于QPointer的对象,写“.”和“->”所调用的成员变量是不同的,一个是QPointer对象本身,一个是QPointer指向的指针对象。特意把这个细节提出来,就是为了提醒一下,可能平时写代码习惯了,指针引用“.”,反正编辑器会自动变成,但是到了QPointer会有点区别。
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QScopedPointer 概述 前一篇文章我们详细的介绍了QPointer的用法,那么,这里继续总结Qt的另一个智能指针QScopedPointer的用法。
QScopedPointer和C++中的智能指针std::unique_ptr其概念是一样的,它包装了new操作符在堆上分配的动态对象,能够保证动态创建的对象在任何时候都可以被正确地删除。但它有更严格的所有权,并且不能转让,一旦获取了对象的管理权,你就无法再从它那里取回来。也就是说,只要出了作用域,指针就会被自动删除,因为它的拷贝构造和赋值操作都是私有的,与QObject及其派生类风格相同。
QScopedPointer 首先我们来看一个官方示例:
没有使用智能指针:
void myFunction(bool useSubClass) { MyClass *p = useSubClass ? new MyClass() : new MySubClass; QIODevice *device = handsOverOwnership(); if (m_value > 3) { delete p; delete device; return; }try { process(device); } catch (...) { delete p; delete device; throw; }delete p; delete device; }

上面的写法,稍有不慎就会导致内存泄露,但是如果使用智能指针,就会变得很简单了:
void myFunction(bool useSubClass) { QScopedPointer p(useSubClass ? new MyClass() : new MySubClass); QScopedPointer device(handsOverOwnership()); if (m_value > 3) return; process(device); }

注意:因为拷贝构造和赋值操作私有的,所以不能用作容器的元素。
const 限制 C ++指针的const限定也可以用QScopedPointer表示:
const QWidget *const p = new QWidget(); // 等同于: const QScopedPointer p(new QWidget()); QWidget *const p = new QWidget(); // 等同于: const QScopedPointer p(new QWidget()); const QWidget *p = new QWidget(); // 等同于: QScopedPointer p(new QWidget());

考虑一种情况 上面说到,使用QScopedPointer智能指针动态创建的对象,一旦出了作用域就会 被自动释放并置空,那么如果需要函数返回值怎么办呢?
比如下面这种情况:
QLabel * createLabel() { QScopedPointer pLabel(new QLabel()); //return pLabel.data(); //invalid returnpLabel.take(); //valid }int main(int argc, char *argv[]) { QApplication a(argc, argv); QScopedPointer p1(createLabel()); p1->setText("hello"); p1->show(); return a.exec(); }

注意,我们在createLabel()函数中创建label对象并返回时,不能使用data(),而要使用take();
因为 T *QScopedPointer::data() const返回指向对象的常量指针,QScopedPointer仍拥有对象所有权。 所以通过data()返回过后就被自动删除了,从而导致mian函数中的p1变成了野指针,程序崩溃。
而使用T *QScopedPointer::take()也是返回对象指针,但QScopedPointer不再拥有对象所有权,而是转移到调用这个函数的caller,同时QScopePointer对象指针置为NULL。
另外还有一个函数要注意。
void QScopedPointer::reset(T *other = Q_NULLPTR):delete目前指向的对象,调用其析构函数,将指针指向另一个对象other,所有权转移到other。
QScopedArrayPointer 对应的还有一个指针QScopedArrayPointer,专门用于处理数组,其用法和QScopedPointer是一样的
官方简单示例:
void foo() { QScopedArrayPointer i(new int[10]); i[2] = 42; ... return; // our integer array is now deleted using delete[] }

超出作用域过后会自动调用delete[]删除指针,这里就不展开描述了。
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QSharedPointer Qt智能指针QSharedPointer 与 C++中的std::shared_ptr其作用是一样的,其应用范围比我们前面说到的QPointer和QScopedPointer更广;
QSharedPointer 是一个共享指针,它与 QScopedPointer 一样包装了new操作符在堆上分配的动态对象,但它实现的是引用计数型的智能指针 ,也就是说,与QScopedPointer不同的是,QSharedPointer可以被自由地拷贝和赋值,在任意的地方共享它,所以QSharedPointer也可以用作容器元素。
所谓的计数型指针,就是说在内部QSharedPointer对拥有的内存资源进行引用计数,比如有3个QSharedPointer同时指向一个内存资源,那么就计数3,知道引用计数下降到0,那么就自动去释放内存啦。
需要注意的是:QSharedPointer 是线程安全的,因此即使有多个线程同时修改 QSharedPointer 对象也不需要加锁。虽然 QSharedPointer 是线程安全的,但是 QSharedPointer 指向的内存区域可不一定是线程安全的。所以多个线程同时修改 QSharedPointer 指向的数据时还要应该考虑加锁。
先来看一个官方示例:
static void doDeleteLater(MyObject *obj) { obj->deleteLater(); }void otherFunction() { QSharedPointer obj = QSharedPointer(new MyObject, doDeleteLater); // continue using obj obj.clear(); // calls obj->deleteLater(); }

这个示例中,传入了一个函数,用于自定义删除。
也可以直接使用成员函数:
QSharedPointer obj = QSharedPointer(new MyObject, &QObject::deleteLater);

QSharedPointer使用非常方便,直接和普通指针用法一样,创建后直接用,后面就不用管了。
再来看一个自己写的简单示例:
class Student : public QObject { Q_OBJECT public: Student(QObject * parent = nullptr); ~Student(); }; class Widget : public QWidget { Q_OBJECTpublic: Widget(QWidget *parent = 0); ~Widget(); private: QSharedPointer m_pStudent; };

#include "widget.h" #include Widget::Widget(QWidget *parent) : QWidget(parent) { qDebug() << __FUNCTION__; m_pStudent = QSharedPointer(new Student()); }Widget::~Widget() { qDebug() << __FUNCTION__; }Student::Student(QObject *parent): QObject (parent) { qDebug() << __FUNCTION__; }Student::~Student() { qDebug() << __FUNCTION__; }

运行后关闭窗口,输出:
Widget Student ~Widget ~Student

可以看到,student对象被自动释放了。

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