C/C++知识要点5——智能指针原理及自定义实现

智能指针概述：

智能指针用来管理动态对象。其行为类似于常规指针，重要的区别是：它负责自动释放所指向的对象。

C++ 11标准库提供两种智能指针：shared_ptr、unique_ptr

区别是：shared_ptr允许多个指针指向同一个对象；unique_ptr则独占所指向的对象。

另外，还有一种weak_ptr的伴随类，它是一种弱引用，指向shared_ptr所管理的对象。

自定义智能指针实现方法：

实现方法使用引用计数方法。

智能指针将一个计数器与类指向的对象相关联，引用计数跟踪一共有多少个类对象共享同一个指针。（即这个类对象在多少个地方被引用到）

实现要点：

1. 每次创建类的新对象的时候，初始化指针并将引用计数置为1；
2. 当对象作为另一对象的副本而创建的时候，也就是拷贝构造时候，拷贝构造函数拷贝指针并增加与之对应的引用计数；
3. 当对一个对象进行赋值操作的时候，赋值操作符 减少左操作数所指对象的引用计数（若引用计数减为0，则删除该对象），并增加右操作数指向对象的引用计数（因为左侧指针指向了右侧指针指向的对象，所以右侧指针指向的对象的引用计数增加1）；
4. 调用析构函数时候，减少引用计数（若减为0，则删除基础对象）；

实现智能指针有两种经典策略：一是引入辅助类，二是使用句柄类。

下面例子使用辅助类来实现：

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1. #include"iostream"  
2. using namespace std;  
3. //定义一个普通类  
4. class bookClass{  
5. private:  
6.     string name;  
7.     int price;  
8. public:  
9.     int getPrice(){ return price; }  
10. };  
11. //辅助类  
12. class Counter  
13. {  
14. private:  
15.     friend class smartPoint;  
16.     Counter(bookClass *book) :bk(book), count(1){};  
17.     ~Counter(){ delete bk; };  
18.     int count;  
19.     bookClass* bk;  
20. };  
21. //智能指针类  
22. class  smartPoint  
23. {  
24. public:  
25.     smartPoint(bookClass *bkC) :RpCnt(new Counter(bkC)){}  
26.     smartPoint(const smartPoint &sp) :RpCnt(sp.RpCnt){ ++RpCnt->count; }  
27.     smartPoint& operator= (const smartPoint& rhs)  
28.     {  
29.         ++rhs.RpCnt->count;  
30.         if (--RpCnt->count == 0)  
31.             delete RpCnt;  
32.         RpCnt = rhs.RpCnt;  
33.         return *this;  
34.     }  
35.       
36.     ~smartPoint(){  
37.         if (--RpCnt->count == 0)  
38.             delete RpCnt;  
39.     }  
40. private:  
41.     Counter *RpCnt;  
42. };  

上述代码，实现了一个简单的智能指针类，可编译运行，逐条对比实现要点中的要求。

转载自:http://blog.youkuaiyun.com/tommyzht/article/details/47395385