智能指针类模板

1 智能指针介绍

1.1 智能指针的意义

智能指针具有如下意义：

• 现代C++开发库中最重要的类模板之一。
• C++中自动内存管理的主要手段。
• 能够很大程度上避开内存相关的问题。

1.2 STL中的智能指针

STL中的智能指针auto_ptr：

• 生命周期结束时，销毁指向的内存空间。
• 不能指向堆数组，只能指向堆对象（变量）。
• 一片堆空间只属于一个智能指针对象。
• 多个智能指针对象不能指向同一片堆空间。

编程实验：auto_ptr使用初探

#include <iostream>
#include <string>
#include <memory>

using namespace std;

class Test
{
    string m_name;
public:
    Test(const char* name)
    {
        cout << "Hello, " << name << "." << endl;
        
        m_name = name;
    }
    
    void print()
    {
        cout << "I'm " << m_name << "." << endl;
    }
    
    ~Test()
    {
        cout << "Goodbye, " << m_name << "." << endl;
    }
};

int main()
{
    auto_ptr<Test> pt(new Test("D.T.Software"));
    
    cout << "pt = " << pt.get() << endl;
    
    pt->print();
    
    cout << endl;
    
    auto_ptr<Test> pt1(pt);
    
    cout << "pt = " << pt.get() << endl;
    cout << "pt1 = " << pt1.get() << endl;
    
    pt1->print();
    
    return 0;
}

STL中的其它智能指针：

• shared_ptr：带有引用计数机制，支持多个指针对象指向同一片内存。
• weak_ptr：配合shared_ptr而引入的一种智能指针。
• unique_ptr：一个指针对象指向一片内存空间，不能拷贝构造和赋值。

---

2 创建智能指针类模板

SmartPointer.h：

#ifndef _SMARTPOINTER_H_
#define _SMARTPOINTER_H_

template
< typename T >
class SmartPointer
{
    T* mp;
public:
    SmartPointer(T* p = NULL)
    {
        mp = p;
    }
    
    SmartPointer(const SmartPointer<T>& obj)	// 类内实现不需要加<T>
    {
        mp = obj.mp;
        const_cast<SmartPointer<T>&>(obj).mp = NULL;
    }
    
    SmartPointer<T>& operator = (const SmartPointer<T>& obj)
    {
        if( this != &obj )
        {
            delete mp;
            mp = obj.mp;
            const_cast<SmartPointer<T>&>(obj).mp = NULL;
        }
        
        return *this;
    }
    
    T* operator -> ()
    {
        return mp;
    }
    
    T& operator * ()
    {
        return *mp;
    }
    
    bool isNull()
    {
        return (mp == NULL);
    }
    
    T* get()
    {
        return mp;
    }
    
    ~SmartPointer()
    {
        delete mp;
    }
};

#endif

main.cpp:

#include <iostream>
#include <string>
#include "SmartPointer.h"

using namespace std;

class Test
{
    string m_name;
public:
    Test(const char* name)
    {
        cout << "Hello, " << name << "." << endl;
        
        m_name = name;
    }
    
    void print()
    {
        cout << "I'm " << m_name << "." << endl;
    }
    
    ~Test()
    {
        cout << "Goodbye, " << m_name << "." << endl;
    }
};

int main()
{
    SmartPointer<Test> pt(new Test("D.T.Software"));
    
    cout << "pt = " << pt.get() << endl;
    
    pt->print();
    
    cout << endl;
    
    SmartPointer<Test> pt1(pt);
    
    cout << "pt = " << pt.get() << endl;
    cout << "pt1 = " << pt1.get() << endl;
    
    pt1->print();
    
    return 0;
}

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参考资料：