智能指针类
引用计数
智能指针(smart pointer)的一种通用实现技术是使用引用计数(reference count)。智能指针类将一个计数器与类指向的对象相关联,引用计数跟踪该类有多少个对象的指针指向同一对象。引用计数为0时,删除对象。
其基本使用规则是:
每次创建类的新对象时,初始化指针并将引用计数置为1。当对象作为另一对象的副本而创建时,复制构造函数复制指针并增加与之相应的引用计数的值。对一个对象进行赋值时,赋值操作符减少左操作数所指对象的引用计数的值(如果引用计数减至0,则删除对象),并增加右操作数所指对象的引用计数的值。最后,调用析构函数时,析构函数减少引用计数的值,如果计数减至0,则删除基础对象。
实现引用计数有两种经典策略:一是引入辅助类(包含引用计数型),二是使用句柄类(分离引用计数型)。
策略1:引用计数类
这个类的所有成员均为 private。我们不希望用户使用 U_Ptr 类,所以它没有任何 public 成员。将 HasPtr 类设置为友元, 使其成员可以访问 U_Ptr 的成员。
U_Ptr 类保存指针和使用计数,每个 HasPtr 对象将指向一个 U_Ptr 对象,使用计数将跟踪指向每个U_Ptr 对象的 HasPtr 对象的数目。U_Ptr 定义的仅有函数是构造函数和析构函数,构造函数复制指针,而析构函数删除它。构造函数还将使用计数置为 1,表示一个 HasPtr 对象指向这个 U_Ptr 对象。
class U_Ptr
{
friend class HasPtr;
int *ip;
int use;
U_Ptr(int *p):ip(p){}
~U_Ptr()
{
delete ip;
}
};
class HasPtr
{
public:
HasPtr(int *p, int i):_ptr(new U_Ptr(p)),_val(i)
{}
HasPtr(const HasPtr& obj):_ptr(obj._ptr),_val(obj._val)
{
++_ptr->use;
}
HasPtr& operator=(const HasPtr&);
~HasPtr()
{
if(--_ptr->use == 0)
delete _ptr;
}
private:
U_Ptr* _ptr;
int _val;
};
接受一个指针和一个 int 值的 HasPtr 构造函数使用其指针形参创建一个新的 U_Ptr 对象。HasPtr 构造函数执行完毕后,HasPtr 对象指向一个新分配的 U_Ptr 对象,该 U_Ptr 对象存储给定指针。新 U_Ptr 中的使用计数为 1,表示只有一个 HasPtr 对象指向它。
复制构造函数从形参复制成员并增加使用计数的值。复制构造函数执行完毕后,新创建对象与原有对象指向同一 U_Ptr 对象,该 U_Ptr 对象的使用计数加1。
析构函数将检查 U_Ptr 基础对象的使用计数。如果使用计数为 0,则这是最后一个指向该 U_Ptr 对象的 HasPtr 对象,在这种情况下,HasPtr 析构函数删除其 U_Ptr 指针。删除该指针将引起对