shared_ptr智能指针

智能指针是一个行为类似指针的对象。我们在使用堆内存时，都需要及时地进行释放，避免造成内存泄漏。但我们偶尔也会忘记将其释放掉，从而造成内存泄漏。并且，在释放的时候，我们可能对某一个指针进行了重复释放，导致程序崩溃的问题。为了能够解决这些问题，从而有了智能指针的设计。

智能指针一共有四种，分别是shared_ptr、unique_ptr、weak_ptr、auto_ptr。auto_ptr是C++98提供的解决方案，C++11这个版本提供了shared_ptr、unique_ptr、weak_ptr三种智能指针，在使用的时候需要包含头文件memory。智能指针在创建的对象过期的时候，析构函数会自动调用delete来释放内存。在用到智能指针的过程中需要注意到由于智能指针是一个对象，不是一个指针，因此不能使用普通指针构造智能指针。

1.shared_ptr智能指针

shared_ptr使用了引用计数，在进行拷贝和赋值的时候，会使得指针指向相同的内存，使得引用计数+1，进行析构或者重新赋值（重新赋值使得指针的指向发生改变，不再指向原来的内存地址）的时候，引用计数-1。直到引用计数为0的时候，才会对内存进行释放。根据这些特点，我们可以自己模拟实现一个简单的shared_ptr智能指针。

#include <iostream>
#include <map>
#include <memory>
using namespace std;

template<typename T>
class smartPtr
{
private:
	T *_ptr;
	static map<T*,int> _num;
public:
	smartPtr(T *p)
	{
		_ptr = p;
		if(_num.find(p) != _num.end())
		{
			_num[p]++;
		}
		else
		{
			_num.insert(make_pair(p,1));
		}
	}

	smartPtr(const smartPtr&src)
	{
		_ptr = src._ptr;
		_num[src._ptr]++;
	}

	~smartPtr()
	{
		if(--_num[_ptr] == 0)
		{
			delete _ptr;
		}
	}

	T& operator*()
	{
		return *_ptr;
	}

	T* operator->()
	{
		return _ptr;
	}

};

template<typename T>
map<T*,int> smartPtr<T>::_num = map<T*,int>();

2.weak_ptr智能指针

在实际使用shared_ptr智能指针的时候，可能会出现循环引用的情况，并且shared_ptr是一个强引用，强智能指针的交叉引用，会导致在释放的时候，由于指针互相指向对方，导致无法被释放掉，计数器始终停留在1。为了解决这个问题，而实现了weak_ptr弱智能指针。

weak_ptr是一个弱引用，它并不会引起引用计数的变化。弱智能指针无法直接投入使用，如果需要使用的话，就转为强智能指针。这时候就要用到lock()。

弱智能指针在转化为强智能指针时，有成功和失败两种情况。失败的情况是由于原来的已经被释放，转化为强智能指针之后，无法在map里找到其对应的强智能指针，所以导致失败。