C++_智能指针

一、为何要使用智能指针

1. 考虑下边的简单代码：

int main()
{     
    int *ptr = new int(0);
    return 0;
}

一不小心就忘了释放掉已不再使用的内存，从而导致资源泄漏（resoure leak，在这里也就是内存泄漏）。

2. 考虑另一简单代码：

int main()
{
    int *ptr = new int(0);
    delete ptr;
    return 0;
}

上边程序虽然最后释放了申请的内存，但ptr会变成空悬指针（dangling pointer，也就是野指针）。空悬指针不同于空指针（nullptr），它会指向“垃圾”内存，给程序带去诸多隐患（如我们无法用if语句来判断野指针）。

ptr = nullptr;

3.考虑到的两个问题，上边程序还存在另一问题：如果内存申请不成功，new会抛出异常，而我们却什么都没有做！所以对这程序我们还得继续改进（也可用try...catch...）：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int *ptr = new(nothrow) int(0);
    if(!ptr)
    {
        cout << "new fails."
        return 0;
    }
    // 假定hasException函数原型是 bool hasException()
    if (hasException())
    {
        delete ptr;
        ptr = nullptr;
        throw exception();
    }
    delete ptr;
    ptr = nullptr;
    return 0;
}

我们使用智能指针的原因至少有以下三点：

　　1）智能指针能够帮助我们处理资源泄露问题；

　　2）它也能够帮我们处理空悬指针的问题；

　　3）它还能够帮我们处理比较隐晦的由异常造成的资源泄露。

二、shared_ptr

共享式拥有，多个智能指针可以指向相同对象，该对象和其相关资源会在“最后一个引用（reference）被销毁”时候释放。

三、unique_ptr

独占式拥有，保证同一时间内只有一个智能指针可以指向该对象。

四、weak_ptr

不控制所指对象生存周期的智能指针，它指向一个shared_ptr所管理的对象。一个weak_ptr绑定到shared_ptr并不会改变引用计数。一旦最后一个指向对象的shared_ptr被销毁，对象就会被释放。即使有weak_ptr指向对象。

创建一个weak_ptr, 要用一个shared_ptr来初始化。

shared_ptr<int> p = make_shared<int>(42);
weak_ptr<int> wp(p);  

我们不能使用weak_ptr直接访问对象，必须调用lock检查所指向的对象是否存在，lock会返回一个指向共享对象的shared_ptr。

if(shared_ptr<int> np = wp.lock()){ // 不空才满足if条件
    //在if中np与p共享对象
}

五、auto_ptr

C++98中，它具有unique_ptr的部分特性，但不是全部。特别我们不能在容器中保存auto_ptr, 也不能函数返回auto_ptr。

虽然它仍是标准库的一部分，但编写程序时尽量用unique_ptr。

 

参考：《C++Primer》

https://www.cnblogs.com/xiehongfeng100/p/4645555.html#autoid-3-0-0