C++11智能指针

C++11智能指针介绍：

C++11中智能指针的原理、使用、实现
http://www.cnblogs.com/wxquare/p/4759020.html

c++11智能指针解析——揭开底层面纱，完整理解智能指针：
http://blog.csdn.net/zy19940906/article/details/50470087

shared_ptr
http://blog.csdn.net/xiejingfa/article/details/50750037

使用 C++11 智能指针时要避开的 10 大错误:
http://blog.jobbole.com/104666/

shared_ptr的使用

shared_ptr多个指针指向相同的对象。shared_ptr使用引用计数，每一个shared_ptr的拷贝都指向相同的内存。每使用他一次，内部的引用计数加1，每析构一次，内部的引用计数减1，减为0时，自动删除所指向的堆内存。shared_ptr内部的引用计数是线程安全的，但是对象的读取需要加锁。

• 初始化。智能指针是个模板类，可以指定类型，传入指针通过构造函数初始化。也可以使用make_shared函数初始化。不能将指针直接赋值给一个智能指针，一个是类，一个是指针。例如std::shared_ptr p4 = new int(1);的写法是错误的

• 拷贝和赋值。拷贝使得对象的引用计数增加1，赋值使得原对象引用计数减1，当计数为0时，自动释放内存。后来指向的对象引用计数加1，指向后来的对象。

• get函数获取原始指针

• 注意不要用一个原始指针初始化多个shared_ptr，否则会造成二次释放同一内存

• 注意避免循环引用，shared_ptr的一个最大的陷阱是循环引用，循环，循环引用会导致堆内存无法正确释放，导致内存泄漏。循环引用在weak_ptr中介绍。

#include <iostream>#include <memory>int main() {    {        int a = 10;        std::shared_ptr<int> ptra = std::make_shared<int>(a);        std::shared_ptr<int> ptra2(ptra); //copy        std::cout << ptra.use_count() << std::endl;        int b = 20;        int *pb = &a;        //std::shared_ptr<int> ptrb = pb;  //error        std::shared_ptr<int> ptrb = std::make_shared<int>(b);        ptra2 = ptrb; //assign        pb = ptrb.get(); //获取原始指针        std::cout << ptra.use_count() << std::endl;        std::cout << ptrb.use_count() << std::endl;    }}

unique_ptr的使用

　　unique_ptr“唯一”拥有其所指对象，同一时刻只能有一个unique_ptr指向给定对象（通过禁止拷贝语义、只有移动语义来实现）。相比与原始指针unique_ptr用于其RAII的特性，使得在出现异常的情况下，动态资源能得到释放。
　　unique_ptr指针本身的生命周期：从unique_ptr指针创建时开始，直到离开作用域。离开作用域时，若其指向对象，则将其所指对象销毁(默认使用delete操作符，用户可指定其他操作)。
　　unique_ptr指针与其所指对象的关系：在智能指针生命周期内，可以改变智能指针所指对象，如创建智能指针时通过构造函数指定、通过reset方法重新指定、通过release方法释放所有权、通过移动语义转移所有权。

#include <iostream>#include <memory>int main() {    {        std::unique_ptr<int> uptr(new int(10));  //绑定动态对象        //std::unique_ptr<int> uptr2 = uptr;  //不能賦值        //std::unique_ptr<int> uptr2(uptr);  //不能拷貝        std::unique_ptr<int> uptr2 = std::move(uptr); //轉換所有權        uptr2.release(); //释放所有权    }    //超過uptr的作用域，內存釋放}

weak_ptr的使用

[内存管理]智能指针的好帮手weak_ptr：
http://blog.csdn.net/ajioy/article/details/7377099
　　weak_ptr是为了配合shared_ptr而引入的一种智能指针，因为它不具有普通指针的行为，没有重载operator*和->,它的最大作用在于协助shared_ptr工作，像旁观者那样观测资源的使用情况。weak_ptr可以从一个shared_ptr或者另一个weak_ptr对象构造，获得资源的观测权。但weak_ptr没有共享资源，它的构造不会引起指针引用计数的增加。使用weak_ptr的成员函数use_count()可以观测资源的引用计数，另一个成员函数expired()的功能等价于use_count()==0,但更快，表示被观测的资源(也就是shared_ptr的管理的资源)已经不复存在。
　　weak_ptr可以使用一个非常重要的成员函数lock()从被观测的shared_ptr获得一个可用的shared_ptr对象， 从而操作资源。但当expired()==true的时候，lock()函数将返回一个存储空指针的shared_ptr。
　　

#include <iostream>#include <memory>int main() {    {        std::shared_ptr<int> sh_ptr = std::make_shared<int>(10);        std::cout << sh_ptr.use_count() << std::endl;        std::weak_ptr<int> wp(sh_ptr);        std::cout << wp.use_count() << std::endl;        if(!wp.expired()){            std::shared_ptr<int> sh_ptr2 = wp.lock(); //**get another shared_ptr**            *sh_ptr = 100;            std::cout << wp.use_count() << std::endl;        }    }    //delete memory}

循环引用的问题

C++11智能指针之weak_ptr：http://blog.csdn.net/Xiejingfa/article/details/50772571

#include <iostream>#include <memory>#include <vector>using namespace std;class ClassB;class ClassA{public:    ClassA() { cout << "ClassA Constructor..." << endl; }    ~ClassA() { cout << "ClassA Destructor..." << endl; }    shared_ptr<ClassB> pb;  // 在A中引用B};class ClassB{public:    ClassB() { cout << "ClassB Constructor..." << endl; }    ~ClassB() { cout << "ClassB Destructor..." << endl; }    shared_ptr<ClassA> pa;  // 在B中引用A};int main() {    shared_ptr<ClassA> spa = make_shared<ClassA>();    shared_ptr<ClassB> spb = make_shared<ClassB>();    spa->pb = spb;    spb->pa = spa;    // 函数结束，思考一下：spa和spb会释放资源么？}

上面代码的输出如下：

ClassA Constructor...ClassB Constructor...

从上面代码中，ClassA和ClassB间存在着循环引用，从运行结果中我们可以看到：当main函数运行结束后，spa和spb管理的动态资源并没有得到释放，产生了内存泄露。

weak_ptr并不改变其所共享的shared_ptr实例的引用计数，那就可能存在weak_ptr指向的对象被释放掉这种情况。这时，我们就不能使用weak_ptr直接访问对象。那么我们如何判断weak_ptr指向对象是否存在呢？C++中提供了lock函数来实现该功能。如果对象存在，lock()函数返回一个指向共享对象的shared_ptr，否则返回一个空shared_ptr。

示例：

class A{public:    A() : a(3) { cout << "A Constructor..." << endl; }    ~A() { cout << "A Destructor..." << endl; }    int a;};int main() {    shared_ptr<A> sp(new A());    weak_ptr<A> wp(sp);    //sp.reset();               //如果这里未注释，强指针shared_ptr        已经释放，则弱指针也跟着没了，会输出else里的内容    if (shared_ptr<A> pa = wp.lock())    {        cout << pa->a << endl;    }    else    {        cout << "wp指向对象为空" << endl;    }}

所以在存在循环引用的两个类之中，把引用对方的类指针写为weak_ptr可以避免循环引用一直不释放资源的情况。

class ClassB;class ClassA{public:    ClassA() { cout << "ClassA Constructor..." << endl; }    ~ClassA() { cout << "ClassA Destructor..." << endl; }    weak_ptr<ClassB> pb;  // 在A中引用B};class ClassB{public:    ClassB() { cout << "ClassB Constructor..." << endl; }    ~ClassB() { cout << "ClassB Destructor..." << endl; }    weak_ptr<ClassA> pa;  // 在B中引用A};int main() {    shared_ptr<ClassA> spa = make_shared<ClassA>();    shared_ptr<ClassB> spb = make_shared<ClassB>();    spa->pb = spb;    spb->pa = spa;}