C++智能指针 auto_ptr

auto_ptr 是一个轻量级的智能指针, 定义于 memory (非memory.h)中, 命名空间为 std.
auto_ptr 适合用来管理生命周期比较短或者不会被远距离传递的动态对象, 最好是局限于某个函数内部或者是某个类的内部.

使用方法:
  std::auto_ptr<int> pt(new int(10));
  pt.reset(new int(11));

成员函数

  3个重要的函数:
  (1) get 获得内部对象的指针, 由于已经重载了()方法, 因此和直接使用对象是一样的.如 auto_ptr <int> sp(new int(1)); sp 与 sp.get()是等价的
  (2) release 放弃内部对象的所有权,将内部指针置为空, 返回所内部对象的指针, 此指针需要手动释放
    std::auto_ptr<int> ap0(new int(1));
    int* pa = ap0.release();
    delete pa; // 需要手动释放
  (3) reset 销毁内部对象并接受新的对象的所有权(如果使用缺省参数的话,也就是没有任何对象的所有权)

  其构造函数被声明为 explicit, 因此不能使用赋值符对其赋值(即不能使用类似这样的形式 auto_ptr<int> p = new int;)

auto_ptr 的特征

(1) auto_ptr 的对象所有权是独占性的.
  auto_ptr 的拷贝构造和赋值操作符所接受的参数类型都是非const的引用类型(而一般都应该使用的const引用类型), 其原因在于为了使其内部能调用了 release 方法将原有的对象进行释放, 然后使用新对象替换原有的对象.
  因此导致动态对象的所有权被转移了, 新的 auto_ptr 独占了动态对象的所有权. 被拷贝对象在拷贝过程中被修改, 拷贝物与被拷贝物之间是非等价的.
  下面的使用方法将会出错:
    std::auto_ptr<int> pt1(new int(10));
    std::auto_ptr<int> pt2 = pt1;
    printf("pt1:%d\n", pt1); // 此时应输出 0
    printf("pt1 value:%d\n", *pt1); // 错误, 对象已释放
(2) 不能将 auto_ptr 放入到标准容器中. 标准库容器无准备的拷贝行为, 会导致原 auto_ptr 内的对象被释放, 造成难以发觉的错误.

使用 auto_ptr 的注意事项

(1) auto_ptr 不能指向数组
(2) auto_ptr 不能共享所有权
(3) auto_ptr 不能通过复制操作来初始化
(4) auto_ptr 不能放入容器中使用
(5) auto_ptr 不能作为容器的成员
(6) 不能把一个原生指针给两个智能指针对象管理(对所有的智能指针).
  int* p = new int;
  auto_ptr<int> ap1(p);
  auto_ptr<int> ap2(p); // 错误, p不能给第二个智能指针对象. 会引起两次释放p

VC中的源码实现

template<class _Ty>
class auto_ptr
{ // wrap an object pointer to ensure destruction
public:
typedef auto_ptr<_Ty> _Myt;
typedef _Ty element_type; explicit auto_ptr(_Ty *_Ptr = ) _THROW0()
: _Myptr(_Ptr)
{ // construct from object pointer
} auto_ptr(_Myt& _Right) _THROW0()
: _Myptr(_Right.release())
{ // construct by assuming pointer from _Right auto_ptr
} auto_ptr(auto_ptr_ref<_Ty> _Right) _THROW0()
{ // construct by assuming pointer from _Right auto_ptr_ref
_Ty *_Ptr = _Right._Ref;
_Right._Ref = ; // release old
_Myptr = _Ptr; // reset this
} template<class _Other>
operator auto_ptr<_Other>() _THROW0()
{ // convert to compatible auto_ptr
return (auto_ptr<_Other>(*this));
} template<class _Other>
operator auto_ptr_ref<_Other>() _THROW0()
{ // convert to compatible auto_ptr_ref
_Other *_Cvtptr = _Myptr; // test implicit conversion
auto_ptr_ref<_Other> _Ans(_Cvtptr);
_Myptr = ; // pass ownership to auto_ptr_ref
return (_Ans);
} template<class _Other>
_Myt& operator=(auto_ptr<_Other>& _Right) _THROW0()
{ // assign compatible _Right (assume pointer)
reset(_Right.release());
return (*this);
} template<class _Other>
auto_ptr(auto_ptr<_Other>& _Right) _THROW0()
: _Myptr(_Right.release())
{ // construct by assuming pointer from _Right
} _Myt& operator=(_Myt& _Right) _THROW0()
{ // assign compatible _Right (assume pointer)
reset(_Right.release());
return (*this);
} _Myt& operator=(auto_ptr_ref<_Ty> _Right) _THROW0()
{ // assign compatible _Right._Ref (assume pointer)
_Ty *_Ptr = _Right._Ref;
_Right._Ref = ; // release old
reset(_Ptr); // set new
return (*this);
} ~auto_ptr()
{ // destroy the object
delete _Myptr;
} _Ty& operator*() const _THROW0()
{ // return designated value
#if _ITERATOR_DEBUG_LEVEL == 2
if (_Myptr == )
_DEBUG_ERROR("auto_ptr not dereferencable");
#endif /* _ITERATOR_DEBUG_LEVEL == 2 */ return (*get());
} _Ty *operator->() const _THROW0()
{ // return pointer to class object
#if _ITERATOR_DEBUG_LEVEL == 2
if (_Myptr == )
_DEBUG_ERROR("auto_ptr not dereferencable");
#endif /* _ITERATOR_DEBUG_LEVEL == 2 */ return (get());
} _Ty *get() const _THROW0()
{ // return wrapped pointer
return (_Myptr);
} _Ty *release() _THROW0()
{ // return wrapped pointer and give up ownership
_Ty *_Tmp = _Myptr;
_Myptr = ;
return (_Tmp);
} void reset(_Ty *_Ptr = )
{ // destroy designated object and store new pointer
if (_Ptr != _Myptr)
delete _Myptr;
_Myptr = _Ptr;
} private:
_Ty *_Myptr; // the wrapped object pointer
};

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