浅析智能指针（一）

一.什么是智能指针

       所谓智能指针就是智能/自动化的管理指针所指向的动态资源的释放。实际上智能指针是一种抽象数据类型，行为表现的像一个指针。通过重载“->”和“*”，就可以像使用指针一样来使用智能指针；而智能指针又是如何来管理指针指向对象的释放问题呢？其实这是RAII的一种应用。RAII(Resource acquisition is initialization),即资源分配即初始化。定义一个类来封装资源的分配和释放，在构造函数完成资源的分配和初始化，在析构函数完成资源的清理，可以保证资源的正确初始化和释放 。那么有了指针我们为什么还需要智能指针呢？接下来看下边的例子。

#include <iostream>#include <string>using namespace std;void Fun(){string* p1 = new string("hello");bool IsEnd = true;if (IsEnd){throw 1;delete p1;}delete p1;}int main(){try{Fun();}catch (int e){cout << e << endl;}return 0;}

这段代码看起来好像没什么问题，但其实隐藏了一个非常重要的错误--内存泄漏。但是从哪泄漏的呢？那就要从抛出异常说起了，在上述代码中，异常被抛出后，是在main函数中捕获的，但是Fun函数中的p1并没有被释放，所以造成内存泄漏。所以，这时候就需要智能指针，能够自动的帮我们释放空间。

二、智能指针的发展

智能指针的发展可以简单的分为三个阶段：

（1）auto_ptr    c++98/03 

（2）scoped_ptr/shared_ptr/week_ptr    boost

（3）unique_ptr/shared_ptr/week_ptr   c++11

auto_ptr 的本质是管理权的转移，带有缺陷的设计，一般不建议使用。scope_ptr/unique_ptr是防拷贝，功能不全。shared_ptr是通过引用计数来解决空间释放问题，功能强大，但是有时候会存在循环引用的问题，这时候就需要配合week_ptr来解决这个问题。

首先来说说aotu_ptr,我们先看下边一段代码：

template<typename T>class AutoPtr{public:AutoPtr(T* ptr = NULL):_ptr(ptr){}AutoPtr(AutoPtr<T>& ap)//管理权的转移{this->_ptr = ap._ptr;ap._ptr = NULL;}//s2=s1,先将s2释放掉，再将s1赋给s2，将s1置空AutoPtr<T>& operator=(AutoPtr<T>& ap){if (this != &ap){delete this->_ptr;this->_ptr = ap._ptr;ap._ptr = NULL;}return *this;}T& operator*()//   *的重载{return *_ptr;}T& operator->()//  ->的重载{return _ptr;}    ~AutoPtr()    {delete _ptr;    }void Reset(T* ptr = NULL)//赋空{if (_ptr != ptr){delete _ptr;}_ptr = ptr;}protected:T* _ptr;};

对于内置类型来说，两个指针是可以同时指向同一块空间的，并且通过这个指针对该空间进行操作是不会出现问题。但在自定义类型中，两个指针指向同一块空间会产生问题。管理权的转移就是一种解决办法。在拷贝构造和运算符重载的时候会发生管理权的转移，我们的目的是通过拷贝构造，让两个智能指针管理同一个对象。如果用默认的拷贝构造函数就会产生浅拷贝问题，两个指针指向同一个对象在进行析构的时候，这块空间会被释放两次，就会出现内存错误。所以，一个简单的办法，就是让原来的那个指针放弃对该空间的操作权限，所以实际上只有一个指针起作用。同时，这也是auto_ptrd的一个缺陷。

管理权转移的步骤如下：