C++中智能指针的原理和简单使用

参考：

（1）http://blog.csdn.net/hackbuteer1/article/details/7561235

（2）c++ primer P421-425

智能指针(smart pointer)是存储指向动态分配（堆）对象指针的类，用于生存期控制，能够确保自动正确的销毁动态分配的对象，防止内存泄露。它的一种通用实现技术是使用引用计数(reference count)。智能指针类将一个计数器与类指向的对象相关联，引用计数跟踪该类有多少个对象共享同一指针。每次创建类的新对象时，初始化指针并将引用计数置为1；当对象作为另一对象的副本而创建时，拷贝构造函数拷贝指针并增加与之相应的引用计数；对一个对象进行赋值时，赋值操作符减少左操作数所指对象的引用计数（如果引用计数为减至0，则删除对象），并增加右操作数所指对象的引用计数；调用析构函数时，构造函数减少引用计数（如果引用计数减至0，则删除基础对象）。

    智能指针就是模拟指针动作的类。所有的智能指针都会重载 -> 和 * 操作符。智能指针还有许多其他功能，比较有用的是自动销毁。这主要是利用栈对象的有限作用域以及临时对象（有限作用域实现）析构函数释放内存。当然，智能指针还不止这些，还包括复制时可以修改源对象等。智能指针根据需求不同，设计也不同（写时复制，赋值即释放对象拥有权限、引用计数等，控制权转移等）。
auto_ptr 即是一种常见的智能指针，但是auro_ptr智能指针不是引用计数型指针，其局限性很大。

****************************************************************************************************************************************************************************************

   智能指针：它的一种通用实现方法是采用引用计数的方法。智能指针将一个计数器与类指向的对象相关联，引用计数跟踪共有多少个类对象共享同一指针。
  每次创建类的新对象时，初始化指针并将引用计数置为1；
    当对象作为另一对象的副本而创建时，拷贝构造函数拷贝指针并增加与之相应的引用计数；
    对一个对象进行赋值时，赋值操作符减少左操作数所指对象的引用计数（如果引用计数为减至0，则删除对象），并增加右操作数所指对象的引用计数；这是因此左侧的指针指向了右侧指针所指向的对象，因此右指针所指向的对象的引用计数+1；
    调用析构函数时，构造函数减少引用计数（如果引用计数减至0，则删除基础对象）。
    实现智能指针有两种经典策略：一是引入辅助类，二是使用句柄类。这里主要讲一下引入辅助类的方法，看下面的例子：

class Point                                       //基础对象类，要做一个对Point类的智能指针{public:    Point(int xVal = 0, int yVal = 0):x(xVal),y(yVal) { }    int getX() const { return x; }    int getY() const { return y; }    void setX(int xVal) { x = xVal; }    void setY(int yVal) { y = yVal; }private:    int x,y;};class RefPtr                                  //辅助类{//该类成员访问权限全部为private，因为不想让用户直接使用该类 friend class SmartPtr;      //定义智能指针类为友元，因为智能指针类需要直接操纵辅助类 RefPtr(Point *ptr):p(ptr), count(1) { } ~RefPtr() { delete p; }   int count;                                                     //引用计数 Point *p;                                                      //基础对象指针};  class SmartPtr                                             //智能指针类{public: SmartPtr(Point *ptr):rp(new RefPtr(ptr)) { }                                 //构造函数 SmartPtr(const SmartPtr &sp):rp(sp.rp) { ++rp->count; }            //复制构造函数 SmartPtr& operator=(const SmartPtr& rhs) {                              //重载赋值操作符  ++rhs.rp->count;                                                         //首先将右操作数引用计数加1，  if(--rp->count == 0)                                                                     //然后将引用计数减1，可以应对自赋值   delete rp;  rp = rhs.rp;  return *this; } ~SmartPtr() {                                            //析构函数  if(--rp->count == 0)                                  //当引用计数减为0时，删除辅助类对象指针，从而删除基础对象   delete rp; }  private: RefPtr *rp;                                                //辅助类对象指针};  int main(){ Point *p1 = new Point(10, 8); SmartPtr sp1(p1);    //此时sp1.rp->count = 1 SmartPtr sp2(sp1);    //首先将sp1.rp->count赋给sp2.rp->count,之后sp2.rp->count++,这时sp1,sp2的rp是同一个对象 Point *p2 = new Point(5, 5); SmartPtr sp3(p2); sp3 = sp1;   return 0;}

使用该方式的内存结构图如下：