【C++】一文搞懂智能指针_C

智能指针基本概念

头文件memory

智能指针的->运算符重载

不带引用计数的智能指针

为什么智能指针要区分带引用计数或不带引用计数呢？

因为多个智能指针指向同一份资源会引起资源的重复释放，即浅拷贝资源释放的问题，所以有的不带引用计数，但是只能有一个智能指针指向该份资源，有的带引用计数

auto_ptr

auto_ptr怎么解决浅拷贝资源多份释放的问题？

答：永远让最后一个auto_ptr指向该份资源，前边的auto_ptr被置为nullptr，图示如下：

所以auto有很多缺点：

不推荐使用auto_ptr，并且在容器中最好不要用auto_ptr，因为如果容器里都是auto_ptr，如果容器要拷贝，那么之前的容器里的auto_ptr就全被置为nullptr了，说的绝对点就是：auto_ptr 不能被用在 stl 标准容器中
因为auto_ptr的所有权独有，所以要防止两个auto_ptr拥有同一个对象

由于auto_ptr的种种弊端，C11舍弃掉了auto_ptr

scoped_ptr(boost库中的)

scope怎么解决浅拷贝资源多份释放的问题？

答：scope直接把拷贝构造和赋值 *** 作给删除/禁掉了，也就是语法上不让你多个指针指向同一份堆内存，不让你用一个scoped_ptr去构造另一个scoped_ptr，scope_ptr没有提供带右值引用的拷贝构造

scoped_ptr使用的比较少，不带引用计数的智能指针推荐使用unique_ptr

unique_ptr

不带引用计数的智能指针推荐使用unique_ptr

unique_ptr只让一个智能指针管理资源，unique_ptr也禁掉了拷贝构造和赋值，但是提供了带右值引用的拷贝构造和赋值重载，所以涉及到右值的拷贝构造都是可以用unique_ptr的，比如用std::move移动语义将一个指针的资源转移到新指针、作为函数返回值类型，unique_ptr相当于独占资源

unique_ptr<int> p1(new int);
unique_ptr<int> p2(p1);  //error
//但是可以这样：
unique_ptr<int> p2(std::move(p1));  //ok

template<typename T>
unique_ptr<T> getSmartPtr()
{
    unique_ptr<T> ptr(new T());
    return ptr;  //ok
}

unique_ptr<int> up = getSmartPtr<int>(); //ok

unique_ptr相比于auto_ptr的好处：

unique_ptr在写的时候，如果想拷贝构造成功，用户是一定要写std::move的，用意是很明显的（资源转移）
而auto_ptr没有禁掉拷贝构造，却底层实现了资源的转移，用户正常使用ptr2(ptr1);，却已经把ptr1的资源转移给ptr2了，就很危险

带引用计数的智能指针shared_ptr和weak_ptr

带引用计数：多个智能指针可以管理同一个资源

带引用计数：给每一个对象资源，匹配一个引用计数

智能指针 =》引用资源的时候 =》引用计数+1

智能指针 =》不使用资源的时候 =》引用计数-1 =》!=0 不释放资源，为0释放资源

库里面的shared_ptr和weak_ptr引用计数的加减是线程安全的，因为用atomic定义了引用计数

shared_ptr是强智能指针，可以改变资源的引用计数

循环引用问题，造成new出来的资源无法释放，资源泄露

class B;
class A
{
public:
    A() { cout<<"A()"<<endl; }
    ~A() { cout<<"~A()"<<endl; }
    shared_ptr<B> ptrb;
};

class B
{
public:
    B() { cout<<"B()"<<endl; }
    ~B() { cout<<"~B()"<<endl; }
    shared_ptr<A> ptra;
};

int main()
{
    shared_ptr<A> pa(new A());
    shared_ptr<B> pb(new B());
    
    pa->ptrb = pb;
    pb->ptra = pa;
    
    cout<<pa.use_count() <<endl;  //打印引用计数
    cout<<pb.use_count() <<endl; 
}