C++基础--智能指针

智能指针其实也不是完全的指针，应该说是像指针一样的类对象，智能指针通常有指针的功能，当然同时也包含了一些额外的功能。目前比较常见的智能指针有auto_ptr、unique_ptr和shared_ptr三种(其实还有weak_ptr第四种)，本篇主要也是讲这三种。

auto_ptr是C++98提出来的，到了C++11基本已经摒弃这种用法，但是一些编译器还没有支持C++11的标准，还用C++98的标准，故而auto_ptr可能还在使用。之所以要用到智能指针是因为在一些情况下，开发者可能声明了一个指针并开辟了内存，但是却忘了释放内存，或者有些情况不是忘了释放内存，而是软件出现异常，释放内存的语句没有被执行到，这些原因都容易造成内存泄漏，这也是智能指针出现的一个原因吧。

1、智能指针的使用

C++的智能指针包含在头文件<memory>中，该头文件中定义了智能指针的函数模板，并且在命名空间std中。在声明一个智能指针的时候要声明数据类型，同时传入开辟的堆内存，这里要强调堆内存，不能是栈内存：

auto_ptr<double> apd(new double);    // OK
unique_ptr<double> upd(new double);  // OK
shared_ptr<double> spd(new double);  // OK
    
int dNUM = 1;
auto_ptr<double> apd(dNUM);          // Error

声明了智能指针后就不需要使用delete语句来释放内存了。

所有的智能指针都有一个explicit构造函数，该函数将指针作为参数，因此不需要自动将指针转换为智能指针对象：

shared_ptr<double> spd；
double *pD = new double;
spd = pD;                        //Error
spd = shared_ptr<double>(pD);    //OK
shared_ptr<double> spd1 = pD;    //Error
shared_ptr<double> spd1(pD);     //OK

智能指针的很多用法都跟普通指针一样，可以对它进行接触引用操作(*)、用->或者.访问成员，还可以将智能指针对象赋值给另一个同类型的对象，但是由于智能指针对象有自动回收内存功能，所以这样做容易导致同一块内存被释放两次的问题。

2、有关智能指针的三个方式

为了避免同块内存被释放两次的惨剧，可以有以下三种方式：

1、定义对象赋值运算符，使之执行深拷贝，这样两个智能指针指向不同的内存；

2、建立所有权(ownership)概念，对于特定对象，只能有一个指针拥有它，也只有拥有它的指针可以删除它，然后，让赋值操作转让所有权，这种方法是auto_ptr和unique_ptr使用的策略，unique_ptr会比auto_ptr严格；

3、使用引用计数(reference counting)创建更智能的指针，跟踪引用特定对象的智能指针的数量，赋值时计数加一，指针过期时计数减一，仅当计数为0的时候才调用delete语句释放内存，这就是shared_ptr使用的策略。

3、为何unique_ptr优于auto_ptr

1、unique_ptr赋值给同类型的unique_ptr操作的时候，编译会报错，而auto_ptr会等到运行时才报错；将unique_ptr赋值给另一个的时候，如果该unique_ptr是个临时的右值，也就是赋值后该unique_ptr不会被使用到，如在函数中返回unique_ptr，那么编译器是一般会通过的

2、unique_ptr使用new和delete、new[]和delete[]两种配套，但是auto_ptr只使用new和delete，所以unique_ptr可以用于数组的变体，但是auto_ptr不能。

4、选择

1、如果程序中会用到多个智能指针指向同一对象，那么肯定要用shared_ptr，包括：有一个指针数组，并使用了一些辅助指针来标识特定元素，如最大最小值等；两个第项都包含第三个对象的指针；STL容器包含指针；

2、不会用多个指针指向同一对象，则用unique_ptr，可将unique_ptr转换为shared_ptr；

3、不支持新标准(如C++11以上的)的编译器,只能用auto_ptr；

溪水急著要流向海洋

浪潮却渴望重回土地

在绿树白花的篱前

曾那样轻易地挥手道别

而沧桑了二十年後

我们的魂魄却夜夜归来

微风拂过时

便化作满园的郁香