C++11新特性之智能指针(shared_ptr，unique_ptr，weak_ptr)

智能指针

本文主要介绍部分C++11的新特性之一——智能指针，包括shared_ptr，unique_ptr，weak_ptr

智能指针解决的问题

1. 内存泄漏：智能指针可以自动释放内存，而无需手动释放
2. 共享所有权指针的传播和释放，比如多线程使用同一个对象的析构问题。

智能指针的种类

1. unique_ptr: 独占对象的所有权，由于没有引用计数，因此性能较好
2. shared_ptr: 共享对象的所有权，但性能较差
3. weak_ptr: 配合shared_ptr使用，主要解决循环引用等问题

shared_ptr

内存模型

如下如所示，一个智能指针内包含了两个指针，一个指向堆上创建的对象本身（裸指针raw_ptr），另一个指向一个内部隐藏的、共享的管理对象（控制块）（share_count_object）。控制块中包含一个引用计数(use_count)，代表了当前这个堆上对象被多少对象引用了（在正确使用智能指针的情况下）。当引用计数变为0时，便释放了该对象。

语法

初始化

获取原始指针

指定删除器

待添加更多

注意事项

不要一个原始指针初始化多个shared_ptr

不要在函数实参中创建shared_ptr

通过shared_from_this()返回this指针

如果不这样，会造成同一堆对象两个控制块（往前数第二张图）
错误使用如下图所示


正确使用如下图所示

避免循环引用

当两个类中只有一个类包含指向另一个类时，不会发生问题


当两个类互相包含指向时，会出现循环引用问题(内存泄漏了)


解决循环引用的办法是把A和B中任意一个成员变量改为weak_ptr，详情见weak_ptr

unique_ptr

性质

1. unique_ptr是独占型的智能指针，不能赋值给另一个unique_ptr
2. unique_ptr可以指向一个数组
3. unique_ptr需要确定删除器的类型

语法

weak_ptr

语法

use_count()

expired()

相当于wp.use_count()==0

lock()

weak_ptr可以使用一个非常重要的成员函数lock()从被观测的shared_ptr获得一个可用的shared_ptr对象，从而操作资源。但当expired()==true（use_count()==0）的时候，lock()函数将返回一个存储空指针的shared_ptr。

为满足多线程的需求，需要先lock()再expired()

注意事项

weak_ptr返回this指针

weak_ptr解决循环引用