[ C++ ] — 智能指针

一、三种智能指针

• auto_ptr
• unique_ptr
• shared_ptr

(auto_ptr是C++98提供的方案，C++11已经将其摒弃，以下只是示例，实际不要使用auto_ptr)

使用new和delete管理动态内存常出现的问题：
（1）忘记delete内存
（2）使用已经释放的对象
（3）同一块内存释放两次

这三种智能指针模板都定义了类似指针的对象，可以将new获得的地址赋给这种对象。当智能指针过期时，其析构函数将使用delete释放内存（内存被自动释放，无需手动delete）。

• 智能指针模板位于名称空间中。
• 要创建智能指针，必须包含头文件memory

二、使用智能指针

• 可以对智能指针执行解引用操作( *ptr )；
• 可以用它来访问结构成员(ps->next)；
• 将它赋给指向相同类型的常规指针；
• 将智能指针对象赋给另一个同类型的智能指针对象时需要注意(unique_ptr和shared_ptr不同，下面会讲)

auto_ptr<typename> pd(new typename);
auto_ptr<double> pd(new double);
auto_ptr<string> pd(new string);

其中 new typename 是new返回的指针，指向新分配的内存块，是构造函数auto_ptr<double> 的参数。

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

class Report{
private:
	string str;
public:
	Report(const string s) : str(s){
		cout<<"Object created! \n";
	}
	~Report(){
		cout<<"Object deleted!\n";
	}
	void comment() const{ cout<<str<<"\n";}
};
int main(){
	{
		auto_ptr<Report> ps(new Report("uing auto_ptr"));
		ps->comment();
	}
	//ps的作用域在代码块内
	{
		shared_ptr<Report> ps(new Report("uing shared_ptr"));
		ps->comment();
	}
	//ps的作用域在代码块内
	{
		unique_ptr<Report> ps(new Report("suing unique_ptr"));
		ps->comment();
	}
}

输出如下：

注意

1. 所有指针都有一个explicit构造函数，该构造函数将指针作为参数。因此一下操作是不合法的：

shared_ptr<double> pd;
double* p =new double;
pd = p_reg; //非法
shared_ptr<double> pshared = p_reg;//非法
pd = shared_ptr<double>(preg); //合法
shared_pte<double> pshared(p_reg); //合法

2. 不要用指向非堆内存的指针初始化智能指针对象，因为这将导致delete释放非堆内存，这是错误的。

string vacation("I love you.");
shared_ptr<string> pd(&vacation); //错误

三、unique_ptr指针

unique_ptr指针使用所有权模型，即对于特定的对象，只能由一个智能指针可拥有它，只有拥有对象的智能指针的构造函数会删除该对象。

unique_ptr<string> p1(new string("auto"));
unique_ptr<string> p2;
p2=p3; //报错

第三句会报错，编译器认为其非法。因为p2接管string对象后，p1的所有权将被剥夺，也就是p1不再指向有效数据。如果程序随后试图使用p1，将会发生问题。

但如果源unique_ptr是个临时右值，编译器允许这样做,

语句#2调用unique_ptr的构造函数的创建临时对象在将其所有权转让给pu3后就会被销毁。

C++的标准库函数std::move()让您能够将unique_ptr赋给另一个

四、shared_ptr指针

shared_ptr指针可以跟踪引用特定对象的智能指针数，赋值时，计数将+1，而指针过期时，计数-1。仅当最后一个指针过期时，才调用delete。
shared_ptr指针允许多个智能指针指向同一个对象。

五、选择智能指针

• 如果程序要使用多个指向同一个对象的指针，应选择shared_ptr
• 如果程序不需要多个指向同一个对象的指针，则可使用unique_ptr。

unique_ptr

• 不使用new 或 new[ ] 分配内存时，不能使用unique_ptr

shared_ptr

• 使用new分配内存时，才能使用shared_ptr
• 使用new[ ]时，不能使用它
• 不使用new分配内存时，不能使用它