智能指针

1、智能指针概念

由于C++中没有自动回收内存的机制，程序每次new出来的内存都要通过delete来回收，所以很容易会发生内存泄漏的问题。

引入智能指针可以有效的缓解回收内存方面的问题。

智能指针实际是存储指向动态分配对象指针的类，定义一个类来封装资源的分配和释放。

智能指针要求资源的有效期与持有资源的对象的生命期严格绑定，即由对象的构造函数完成资源的分配，同时由析构函数来完成资源的释放，在这种要求下，只要对象能够正确的析构，就不会出现资源泄漏的问题。

2、智能指针的实现

智能指针要求实现：

（1）构造、析构资源

（2）实现operator*和operator->的重载函数

（3）解决拷贝构造函数和赋值运算符重载带来的问题（浅拷贝带来的问题）

3、模拟实现几种智能指针（基本功能的实现）

解决方法1：AutoPtr          (实质是管理权的转移）

template class AutoPtr{public:AutoPtr(T* ptr):_ptr(ptr){}~AutoPtr(){if (_ptr){delete _ptr;_ptr = NULL;}}T& operator*(){return *_ptr;}T*operator->(){return _ptr;}AutoPtr(AutoPtr& ap){//转移管理权_ptr = ap._ptr;ap._ptr = NULL;}AutoPtr& operator = (AutoPtr&  ap){delete _ptr;_ptr = ap._ptr;ap._ptr = NULL;return *this;}void display(){cout << *_ptr << endl;}protected:T* _ptr;};void TestAutoPtr(){AutoPtr ap1(new int(10));AutoPtr ap2 = ap1;AutoPtr ap3(new int(20));ap3 = ap2;}

这种方法的缺陷是会使之前的指针变为野指针，不符合我们的预期。

解决方法2：ScopedPtr       (防拷贝）

将拷贝构造函数和赋值运算符重载函数访问限定符设置为protected或private，只声明不定义，并且避免别人在类外定义

templateclass ScopedPtr{public:ScopedPtr(){}~ScopedPtr(){if (_ptr){delete _ptr;_ptr = NULL;}}T& operator*(){return *_ptr;}T*operator->(){return _ptr;}protected:ScopedPtr(ScopedPtr& s);ScopedPtr operator=(ScopedPtr& s);protected:T* _ptr;};void TestScopedPtr(){ScopedPtr sp1;ScopedPtr sp2(sp1);}

这种方法的缺陷是有功能缺失。

解决方法3：SharedPtr     （采用引用计数）

template class SharedPtr{public:SharedPtr(T* ptr):_ptr(ptr), _refCount(new int(1)){}~SharedPtr(){Release();}T& operator*(){return *_ptr;}T*operator->(){return _ptr;}inline void Release(){if (--*_refCount == 0){cout << "delete" << endl;delete _refCount;}}SharedPtr(const SharedPtr& sp):_ptr(sp._ptr), _refCount(sp._refCount){(*_refCount)++;}SharedPtr& operator=(const SharedPtr& sp){if (_ptr != sp._ptr){Release();_ptr = sp._ptr;_refCount = sp._refCount;(*_refCount)++;}return *this;}protected:T* _ptr;int* _refCount;};void TestSharedPtr2(){SharedPtrap1(new int(10));SharedPtr ap2(ap1);SharedPtr ap3(new int(20));ap2 = ap3;}

这种方法的缺点是代码复杂，并且会引起循环引用。

这里模拟实现了三种智能指针，它们各有优缺点，大家可以根据应用情况选择使用。