c++++20并未引入新智能指针类型,但通过增强现有功能提升安全性与效率。1. 扩展constexpr支持,使智能指针可用于编译期场景,建议标记构造函数为constexpr并确保删除器兼容。2. 优化shared_ptr多线程性能并支持原子操作,建议使用std::atomic_store等函数避免手动加锁。3. 借助concepts和泛型lambda简化删除器写法,建议用std::type_identity_t和concepts约束类型特征。4. 更好集成模块系统,减少依赖并推荐在模块接口中返回智能指针以隐藏实现细节。
C++20在智能指针方面的改进虽然没有引入全新的智能指针类型,但通过增强现有工具和语言整体能力,使得使用智能指针更加安全、高效,并提升了代码的可读性和维护性。以下是一些关键点:
1. 更好的 constexpr 支持
C++20扩展了
constexpr
的适用范围,包括一些 STL 组件和算法。这也间接影响了智能指针的使用场景,尤其是在编译期常量表达式中。
例如,在某些模板元编程或静态初始化场景中,你可以更自然地结合
unique_ptr
或
shared_ptr
使用 constexpr 函数,前提是它们的操作满足编译期要求。
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建议:
- 如果你在编写需要在编译期处理的数据结构,并且涉及资源管理,可以尝试将构造函数或辅助函数标记为
constexpr
。
- 确保使用的删除器(deleter)也支持
constexpr
,否则会导致编译错误。
2. 对 shared_ptr 和 weak_ptr 的优化与改进
C++20并没有对
shared_ptr
和
weak_ptr
的接口做重大变更,但在底层实现上做了性能优化,特别是在多线程环境下的引用计数操作上更为高效。
此外,C++20 引入了
std::atomic<std::shared_ptr>
和
std::atomic<std::weak_ptr>
的完整支持,使得在并发环境中使用共享指针更加安全。
使用模式更新:
- 在多线程环境下进行
shared_ptr
的原子操作时,可以直接使用
std::atomic_load
和
std::atomic_store
。
- 避免手动加锁来保护
shared_ptr
的赋值和访问,转而使用标准库提供的原子操作函数。
std::atomic<std::shared_ptr<int>> ptr; void update() { auto p = std::make_shared<int>(42); std::atomic_store(&ptr, p); }
3. 更灵活的删除器(Deleter)支持
虽然这个特性在 C++11 就已存在,但 C++20 结合 Concepts 和泛型 lambda 表达式,让自定义删除器的写法更简洁、类型约束更明确。
建议:
- 使用泛型 lambda 作为删除器时,可以用
std::type_identity_t
来简化模板参数推导。
- 如果你希望限制删除器的类型特征,可以借助 Concepts 检查删除器是否满足特定条件,比如是否是无状态的。
示例:
auto deleter = [](int* p) { delete p; }; std::unique_ptr<int, decltype(deleter)> ptr(new int(10), deleter);
4. 更好地与模块(Modules)集成
C++20 引入了模块(Modules),这是对传统头文件机制的重大改进。虽然模块本身不直接影响智能指针的行为,但它改变了我们组织代码的方式,进而影响到智能指针的使用习惯。
实际影响:
- 模块可以帮助减少不必要的头文件依赖,避免因包含
<memory>
而引入过多间接依赖。
- 在模块接口中返回
unique_ptr
或
shared_ptr
成为一种推荐做法,因为这样可以隐藏实现细节,提升封装性。
例如:
export module mymodule; import <memory>; export class MyClass { public: static std::unique_ptrcreate() { return std::make_unique (); } private: MyClass() = default; };
总的来说,C++20 对智能指针的改进更多体现在底层性能、并发支持和语言集成方面,而不是直接新增功能。这些变化让开发者在使用智能指针时能写出更安全、高效的代码,同时也能更好地利用现代 C++ 的新特性。
基本上就这些。
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