C++11智能指针详解：std::unique_ptr, std::shared_ptr, std::weak

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本文介绍了C++11标准中的三种智能指针：std::unique_ptr、std::shared_ptr和std::weak_ptr。std::unique_ptr实现独占所有权，具有最小的开销；std::shared_ptr通过引用计数管理对象生命周期，但有额外的内存开销；std::weak_ptr作为std::shared_ptr的补充，不增加对象的引用计数，用于解决循环引用问题。

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- 智能指针

智能指针

原生指针是一款很强大的工具，但是依据进数十年的经验，可以确定的一点是:稍有不慎，这个工具就会反噬它的使用者。

C++11标准中规定了四个智能指针：
std::auto_ptr,std::unique_ptr,std::shared_ptr,std::weak_ptr.他们都是用来辅助管理动态分配对象的声明周期。

std::unique_ptr

当要使用一个智能指针的时候，首先要想到的应该是std::unique_ptr。默认情况下，std::unique_ptr和原生指针同等大小，对于大多数操作，他们执行的底层指令也一样。

std::unique_ptr具现了独占语义，一个非空的std::unique_ptr永远拥有它指向的对象。

很容易将一个std::unique_ptr转化为std::shared_ptr.

    std::unique_ptr<Widget> getWidget();

    std::shared_ptr<Widget> pWidget = getWidget();

std::shared_ptr

std::shared_ptr通过引用计数来管理对象的生命周期。std::shared_ptr的构造函数自动递增这个计数，析构函数自动递减这个计数。如果std::shared_ptr在执行减一后发现引用计数变成了0，说明没有其他的std::shared_ptr在指向这个资源了，所以std::shared_ptr直接析构了它指向的空间。

std::shared_ptr是std::unique_ptr的两倍大，除了控制块，还有需要原子引用计数操作引起的开销

避免从原生指针类型变量创建std::shared_ptr，若无法避免，请使用new

auto pw = new Widget;

std::shared_ptr<Widget> spw1(pw);
std::shared_ptr<Widget> spw2(pw);            // 到此为止，为pw创建了两个智能指针，且其计数都分别为1，当进行释放时，第一次析构没有问题，第二次析构时pw已经不存在了，这就产生了一个未定义行为

std::shared_ptr spw1(new Widget);      // 直接使用new
std::shared_ptr spw2(spw1);            // 这样就没有问题了

std::weak_ptr

std::weak_ptr不能被单独使用，它是std::shared_ptr作为参数的产物。std::weak_ptr通常有一个std::shared_ptr来创建，他们指向相同地址，std::shared_ptr来初始化他们，但是std::weak_ptr不会影响到它所指对象的引用计数。

auto spw = std::make_shared<Widget>();

std::weak_ptr<Widget> wpw(spw);

spw = nullptr;

if (wpw.expired())
{
	/* code */
}