C++11 智能指针

C++ 11标准库引入了几种智能指针

unique_ptr

shared_ptr

weak_ptr

C++内存管理机制是当一个变量或对象从作用域过期的时候就会从内存中将他干掉。但是如果变量只是一个指针的话，干掉的就只是指针自身，而指针所指向的内存还是存在的，这就是所谓的内存泄漏。智能指针的出现就是为了解决这个问题。

智能指针的大体原理：当智能指针对象过期的时候，会执行智能指针对象的析构函数，在这里我们选择进行对所指堆对象的清除操作。

智能指针的头文件是

#include<memory>

定义在标准库命名空间 std 当中

其中：

unique_ptr是不允许复制操作的，所以一个unique_ptr不能直接赋值给另一个unique_ptr或者其他类型的智能指针。unique_ptr重载了->运算符可以直接寻找对应对象的

内容。它自始至终都是一个对象对应一个智能指针，绝对不允许把同一个对象赋值给两个unique_ptr指针，同时，一旦一个对象赋值给一个unique_ptr那么将不会有别的智能指针去被这个对象赋值。

如果我们想更改对象的赋值，我们智能使用std::move方法，这个方法废掉了原来的unique_ptr，使之变为无用的智能指针，然后赋值给一个新的智能指针。

shared_ptr则相反，它可以有很多个实例管理同一个堆对象，每增加一个实例，引用计数+1，过期一个实例，引用计数-1。当引用计数为0的时候释放堆内存。

weak_ptr不能直接用->获取对象的内容，需要调用lock()方法获得对象。此外使用方法和shared_ptr类似，但是不参与引用计数的计算。

接下来打算用一组实例来直观的反映一下智能指针的使用

#include<iostream>
#include<memory>
#include<string>
#include<functional>

using namespace std;

class poco_one
{
public:
    poco_one(string n);
    ~poco_one();

public:
    void showDesc();

private:
    string name;
};

void testUniquePtr();
void testSharePtr();
void testWeakPtr();

int main()
{
    testUniquePtr();
    system("pause");

    testSharePtr();
    cout << "spc1 已经过期" <<endl;
    system("pause");

    testWeakPtr();
    system("pause");
}

void testSharePtr()
{
    cout << "测试share智能指针" << endl;
    shared_ptr<poco_one> spc1(new poco_one("lily"));
    cout << "当前引用计数为 ： " << spc1.use_count() <<endl;
    function<void(void)> func = [&]()
    {
        shared_ptr<poco_one> spc2 = spc1;
        cout << "当前引用计数为 ： " << spc1.use_count() << endl;
        cout << "spc2 即将过期" <<endl;
    };

    func();
    cout << "当前引用计数为 ： " << spc1.use_count() <<endl;
    cout << "spc2已过期"<<endl;
}
void testWeakPtr()
{
    cout << "测试weak智能指针" << endl;
    shared_ptr<poco_one> spc1(new poco_one("blaze"));
    cout << "当前引用计数为 ： " << spc1.use_count() << endl;
    shared_ptr<poco_one> spc2 = spc1;
    cout << "当前引用计数为 ： " << spc1.use_count() << endl;

    weak_ptr<poco_one> wpc = spc2;
    cout << "当前引用计数为 ： " << spc1.use_count() << endl;

    wpc.lock()->showDesc();
}

void testUniquePtr()
{
    cout << "测试unique智能指针"<<endl;
    unique_ptr<poco_one> pcone1(new poco_one("rock"));
    //unique_ptr<poco_one> pcone2 = pcone1;  //无效 不可复制
    pcone1->showDesc();
    unique_ptr<poco_one> pcone3 = std::move(pcone1);
    pcone1->showDesc();
    pcone3->showDesc();
    pcone3.reset();
    pcone3->showDesc();
    pcone1.reset();  //已经无效

    unique_ptr<poco_one> pcone4;
    pcone4->showDesc();

}

poco_one::poco_one(string n)
{
    cout << "poco_one 对象已经被初始化" << endl;
    name = n;
}

poco_one::~poco_one()
{
    cout << "poco_one 对象即将被销毁" << endl;;
}

void poco_one::showDesc()
{
    if (&name == NULL)
    {
        cout << "本对象已经被干掉或者不存在" << endl;
        return;
    }
    cout << name + ":show something"<< endl;
}

其执行结果为:

测试unique智能指针
poco_one 对象已经被初始化
rock:show something
本对象已经被干掉或者不存在
rock:show something
poco_one 对象即将被销毁
本对象已经被干掉或者不存在
本对象已经被干掉或者不存在
请按任意键继续. . .
测试share智能指针
poco_one 对象已经被初始化
当前引用计数为 ：
当前引用计数为 ：
spc2 即将过期
当前引用计数为 ：
spc2已过期
poco_one 对象即将被销毁
spc1 已经过期
请按任意键继续. . .
测试weak智能指针
poco_one 对象已经被初始化
当前引用计数为 ：
当前引用计数为 ：
当前引用计数为 ：
blaze:show something
poco_one 对象即将被销毁
请按任意键继续. . .

注：

C++类的成员方法即便不实例化对象也可以调用，同时智能指针也可以调用。但是如果动态成员变量没有初始值的话就会很危险！

lambda表达式如果用[=]复制的方式传参，那么这个复制出来的值要在lambda表达式所在的方法结束后才会过期，而不是lambda方法本身结束后过期。