智能指针shared_ptr的用法

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本文介绍了C++11中智能指针的概念及其三种类型：std::shared_ptr, std::unique_ptr 和 std::weak_ptr。重点讲解了shared_ptr的工作原理及使用注意事项，包括初始化方法、获取原始指针、指定删除器等，并列举了一些使用时常见的问题。

源文章链接：http://www.cnblogs.com/jiayayao/archive/2016/12/03/6128877.html
为了解决C++内存泄漏的问题，C++11引入了智能指针（Smart Pointer）。

　　智能指针的原理是，接受一个申请好的内存地址，构造一个保存在栈上的智能指针对象，当程序退出栈的作用域范围后，由于栈上的变量自动被销毁，智能指针内部保存的内存也就被释放掉了（除非将智能指针保存起来）。

　　C++11提供了三种智能指针：std::shared_ptr, std::unique_ptr, std::weak_ptr，使用时需添加头文件。

　　shared_ptr使用引用计数，每一个shared_ptr的拷贝都指向相同的内存。每使用他一次，内部的引用计数加1，每析构一次，内部的引用计数减1，减为0时，删除所指向的堆内存。shared_ptr内部的引用计数是安全的，但是对象的读取需要加锁。

shared_ptr的基本用法
初始化
　　可以通过构造函数、std::make_shared辅助函数和reset方法来初始化shared_ptr：

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <future>
#include <thread>

using namespace std;
class Person
{
public:
    Person(int v) {
        value = v;
        std::cout << "Cons" <<value<< std::endl;
    }
    ~Person() {
        std::cout << "Des" <<value<< std::endl;
    }

    int value;

};

int main()
{
    std::shared_ptr<Person> p1(new Person(1));// Person(1)的引用计数为1

    std::shared_ptr<Person> p2 = std::make_shared<Person>(2);

    p1.reset(new Person(3));// 首先生成新对象，然后引用计数减1，引用计数为0，故析构Person(1)
                            // 最后将新对象的指针交给智能指针

    std::shared_ptr<Person> p3 = p1;//现在p1和p3同时指向Person(3)，Person(3)的引用计数为2

    p1.reset();//Person(3)的引用计数为1
    p3.reset();//Person(3)的引用计数为0，析构Person(3)
    return 0;
}

　　注意，不能将一个原始指针直接赋值给一个智能指针，如下所示，原因是一个是类，一个是指针。

    std::shared_ptr<int> p4 = new int(1);// error

　　reset()有两种操作。当智能指针中有值的时候，调用reset()会使引用计数减1.当调用reset（new xxx())重新赋值时，智能指针首先是生成新对象，然后将就对象的引用计数减1（当然，如果发现引用计数为0时，则析构旧对象），然后将新对象的指针交给智能指针保管。

获取原始指针

    std::shared_ptr<int> p4(new int(5));
    int *pInt = p4.get();

指定删除器
　　智能指针可以指定删除器，当智能指针的引用计数为0时，自动调用指定的删除器来释放内存。std::shared_ptr可以指定删除器的一个原因是其默认删除器不支持数组对象，这一点需要注意。

　　2. 使用shared_ptr需要注意的问题

　　但凡一些高级的用法，使用时都有不少陷阱。

不要用一个原始指针初始化多个shared_ptr，原因在于，会造成二次销毁，如下所示：

    int *p5 = new int;
    std::shared_ptr<int> p6(p5);
    std::shared_ptr<int> p7(p5);// logic error

不要在函数实参中创建shared_ptr。因为C++的函数参数的计算顺序在不同的编译器下是不同的。正确的做法是先创建好，然后再传入。
function(shared_ptr(new int), g());
禁止通过shared_from_this()返回this指针，这样做可能也会造成二次析构。
避免循环引用。智能指针最大的一个陷阱是循环引用，循环引用会导致内存泄漏。解决方法是AStruct或BStruct改为weak_ptr。

struct AStruct;
struct BStruct;

struct AStruct {
    std::shared_ptr<BStruct> bPtr;
    ~AStruct() { cout << "AStruct is deleted!"<<endl; }
};

struct BStruct {
    std::shared_ptr<AStruct> APtr;
    ~BStruct() { cout << "BStruct is deleted!" << endl; }
};

void TestLoopReference()
{
    std::shared_ptr<AStruct> ap(new AStruct);
    std::shared_ptr<BStruct> bp(new BStruct);
    ap->bPtr = bp;
    bp->APtr = ap;
}