C++ 智能指针（一）

• 　　内存安全　　

　　在C++中，动态内存的管理是通过一对运算符来完成的：new，在动态内存中为对象分配空间并返回一个指向该对象的指针，我们可以选择对对象来进行初始化；delete，接收一个动态对象的指针，销毁该对象，并释放与之关联的内存。

　　动态内存的使用很容易出问题，因为确保在正确的时间释放内存是及其困难的。有时我们会忘记释放内存（或程序抛出异常），在这种情况下就会产生内存泄漏；有时在尚有指针引用内存的情况下我们就释放了它，在这种情况下就会产生引用非法内存的指针（段错误）。

　　下面写个Demo测试程序　　

#include <memory>
#include <exception>
#define  FLAG 3    //用于编译不同的程序

class Demo1
{
public:
	Demo1()
	{
		std::cout << "Demo1" << std::endl;
	}

	~Demo1()
	{
		std::cout << "~Demo1" << std::endl;
	}
};

bool throw_test(bool flag)
{
	if (flag)
	{
		throw "throw_test";
	}

	return flag;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
	Demo1 *pDemo1 = new Demo1();

	#if (FLAG == 1)
	throw_test(true);　　//1.执行这条语句，会打印~Demo1？
	#endif

	#if (FLAG == 2)
	try
	{
		throw_test(true);
	}
	catch (...)	//2....代表捕获所有异常
	{
		delete pDemo1;	//3.执行这条语句，会打印~Demo1？
		throw;
	}
	#endif

	#if (FLAG == 3)
	delete pDemo1;
	#endif

	return 0;
}

　　上述程序结果如下：

　　 当宏FLAG为1时，执行throw_test(true)，即使程序抛出异常，它没有打印~Demo1;

　　当宏FLAG为2时，执行throw_test(true)，程序会抛出异常，之后捕获到异常打印~Demo1;

　　当宏FLAG为3时，执行delete pDemo1，这是正常操作，程序会调用Demo1的析构函数，打印~Demo1;

• 智能指针

　　C++中的智能指针类型有：auto_ptr，shared_ptr，unique_ptr，weak_ptr（后三者为C++11新增的），它们均为类模板，使用需要包含<memory>头文件。

　　常规指针带来的风险

Demo1* pDemo1 = new Demo1();
Demo1* pDemo2;
pDemo2 = pDemo1;
printf("pDemo1:%x pDemo2:%x\n", pDemo1, pDemo2); 

　　上面的pDemo1和pDemo2是常规指针，指向同一个对象(浅拷贝)，因此打印的地址也是一样的；请试想一下如果其中一个指针执行了delete操作，那么另一个指针再执行别的操作会怎样？程序会发生段错误。要避免这个问题，可以用下面这些方案：

1. 定义赋值运算符函数，进行深拷贝，这样的操作会使上面的两个指针不再指向同一个对象，缺点是浪费空间，所以智能指针都未采用此方案
2. "独占"所指的对象；对于特定的对象，某一时刻只能有一个指针指定一个给定对象，当指针被销毁时，它所指的对象也被销毁，这就是用于auto_ptr和uniqiie_ptr 的策略，但unique_ptr的策略更严格。
3. 利用引用计数，创建记录型的指针；例如，赋值时，计数将加1，而指针过期时，计数将减1。当减为0时才调用delete。这是shared_ptr采用的策略。

　　在C++11中，auto_ptr已弃用；编写一段测试程序，Demo1类还是使用上面定义的。

int main(int argc, char *argv[])
{
	std::auto_ptr<Demo1> pDemo1(new Demo1);
	std::auto_ptr<Demo1> pDemo2;
	pDemo2 = pDemo1;
	printf("pDemo1:%p pDemo2:%p\n", pDemo1, pDemo2);　　//运行到这里pDemo1会打印什么？
        return 0;
}    

　　上面的程序运行后，打印pDemo1的地址为NULL。具体可以查看下auto_ptr的赋值运算符的实现是如何的。

　　下面这两张截图是VS2015下的auto_ptr的赋值运算符的实现；我们可以看到使用赋值运算符时，会调用reset函数，这是会将_Myptr的内存delete，并将地址置为NULL；如果pDemo1调用成员函数，此时会发送什么？

　               　 

　　　

　　

　　auto_ptr存在内存崩溃的风险，这个或许就是auto_ptr被C++11弃用的原因吧。

　　未完待续...