C++智能指针

智能指针是一个RAII类模型，用于动态分配内存，其设计思想是将基本类型指针封装为（模板）类对象指针，并在离开作用域时调用析构函数，使用delete删除指针所指向的内存空间。

在C++中，动态内存的管理是用一对运算符完成的：new和delete，new:在动态内存中为对象分配一块空间并返回一个指向该对象的指针，delete：指向一个动态独享的指针，销毁对象，并释放与之关联的内存。

动态内存管理经常会出现两种问题：一种是忘记释放内存，会造成内存泄漏；一种是尚有指针引用内存的情况下就释放了它，就会产生引用非法内存的指针。

为了更加容易（更加安全）的使用动态内存，引入了智能指针的概念。

智能指针的行为类似常规指针，重要的区别是它负责自动释放所指向的对象。

标准库提供的两种智能指针的区别在于管理底层指针的方法不同，shared_ptr允许多个指针指向同一个对象，unique_ptr则“独占”所指向的对象。

标准库还定义了一种名为weak_ptr的伴随类，它是一种弱引用，指向shared_ptr所管理的对象，这三种智能指针都定义在memory头文件中。

shared_ptr类

对于shared_ptr，实现共享式拥有的概念，即多个智能指针可以指向相同的对象，该对象及相关资源会在其所指对象不再使用之后，自动释放与对象相关的资源；

make_shared函数：
最安全的分配和使用动态内存的方法就是调用一个名为make_shared的标准库函数，此函数在动态内存中分配一个对象并初始化它，返回指向此对象的shared_ptr。

头文件和share_ptr相同，在memory中
必须指定想要创建对象的类型，定义格式见下面例子：

shared_ptr p3 = make_shared(42);
shared_ptr p4 = make_shared(10,'9');
shared_ptr p5 = make_shared();

make_shared用其参数来构造给定类型的对象，如果我们不传递任何参数，对象就会进行值初始化

shared_ptr的拷贝和赋值
当进行拷贝和赋值时，每个shared_ptr都会记录有多少个其他shared_ptr指向相同的对象。

auto p = make_shared(42);
auto q(p);

下表为定义和改变shared_ptr的其他方法：

 

weak_ptr类

解决shared_ptr相互引用时，两个指针的引用计数永远不会下降为0，从而导致死锁问题。

而weak_ptr是对对象的一种弱引用，可以绑定到shared_ptr，但不会增加对象的引用计数。

unique_ptr类

实现独占式拥有的概念，同一时间只能有一个智能指针可以指向该对象，因为无法进行拷贝构造和拷贝赋值，但是可以进行移动构造和移动赋值；

下表是unique的 *** 作：

虽然我们不能拷贝或者赋值unique_ptr，但是可以通过调用release或reset将指针所有权从一个（非const）unique_ptr转移给另一个unique

//将所有权从p1（指向string Stegosaurus）转移给p2
unique_ptr p2(p1.release());//release将p1置为空
unique_ptrp3(new string("Trex"));
//将所有权从p3转移到p2
p2.reset(p3.release());//reset释放了p2原来指向的内存

 

auto_ptr类

• 实现独占式拥有的概念，同一时间只能有一个智能指针可以指向该对象；但auto_ptr

  在C++11中被摒弃，其主要问题在于：

  • 对象所有权的转移，比如在函数传参过程中，对象所有权不会返还，从而存在潜在的内存崩溃问题；
  • 不能指向数组，也不能作为STL容器的成员。