c++11之智能指针

本文介绍c++的四种智能指针，其中后三种是c++11新增加的，auto _ptr已被弃用。

要编译c++11，需要安装g++-4.8

sudo add-apt-repository ppa:ubuntu-toolchain-r/test

sudo apt-get update

sudo apt-get instal gcc-4.8

sudo apt-get install g++-4.8

编译时指定标准：

g++-4.8 -std=c++11

 

auto_ptr详细请参考这里

auto_ptr是为了推动RAII而加入到c++标准的第一个智能指针，它实现了最基本的资源管理，不过与其他类型不同的是，auto_ptr是没有复制语义的，它在复制时实现的其实是移动语义，复制和赋值auto_ptr时会默认改变所管理资源的所有权，基于这个原因，它也不能在stl容器中使用，因为容器内的元素必需支持可复制和可赋值。另外还有一个限制它使用范围的因素是它的析构函数默认调用delete，而且无法重载，所以不能支持数组等对象。

class A{
public:
    A(int i) :ival(i){
        printf("create  %d \n",ival);   
    }   
    ~A(){
        printf("delete %d \n", ival);   
    }   

    int getvalue(){ return ival;}
private:
    int ival;
};
auto_ptr<A> ptr1(new A(1));
auto_ptr<A> ptr2(new A(2));
assert(ptr1->getvalue()==1);
assert(ptr2->getvalue()==2);
ptr1 = ptr2;
assert(ptr2.get ()==NULL); // now ptr2 is NULL

 

unique_ptr详细请参考这里

由于auto_ptr存在各种问题，c++11中unique_ptr华丽登场替换了auto_ptr，它们所做的事情基本一样，不过unique_ptr不支持复制语义，只支持移动语义，所以无法执行普通的复制或赋值操作（返回将要被销毁的unique_ptr时例外），但是可以进行移动构造赋值操作，说白了就是复制的话需要显示move。另外unique_ptr可以重载删除器，使其支持数组等类型。

unique_ptr<A> ptr1(new A(1));
unique_ptr<A> ptr2(new A(2));
ptr1 = ptr2; //error
ptr1 = move(ptr2); //right, ptr2 is NULL
assert(ptr2==NULL)
unique_ptr<A[]> ptr3(new A[2]{3,4}); //array
assert(ptr3[0].getvalue()==3);
assert(ptr3[1].getvalue()==4);

 

shared_ptr 详细请参考这里

通常概念下的智能指针指的是shared_ptr，它允许共享资源，使用引用计数记录资源被几个指针共享。调用release（），析构函数或者被复制赋值时，原来管理的资源的引用计数都会减1，计数为0时释放资源。

shared_ptr<A> ptr1(new A(1));
shared_ptr<A> ptr2(new A(2));
assert(ptr1->getvalue()==1);
assert(ptr1.use_count()==1);
assert(ptr2->getvalue()==2);
assert( ptr2.use_count())==1);
ptr1 = ptr2;
assert(ptr1.use_count()==2)
assert(ptr2.use_count()==2)
assert(ptr1->getvalue()==2);
assert(ptr2->getvalue()==2);

 

weak_ptr详细请参考这里

使用shared相互引用时会出现资源无法释放的情况，比如：

class B;
class A
{
public:
    shared_ptr<B> pb_value;
    ~A()
    {   
        cout<<"A delete\n";
    }   
};
class B
{
public:
    shared_ptr<A> pa_value;
    ~B()
    {   
        cout<<"B delete\n";
    }   
};
shared_ptr<B> pb(new B());
shared_ptr<A> pa(new A());
pb->pa_value = pa;
pa->pb_value = pb;
assert(pa.use_count()==2)
assert(pb.use_count()==2)

引用如下

当pa，pb析构后，引用计数都等于1，资源不会释放。解决方法是将pa_value和pb_value中任意一个声明为 weak_ptr类型。

week_ptr是对对象的一种弱引用，它不会增加对象的引用计数。week_ptr和shared_ptr之间可以相互转换，shared_ptr可以直接赋值给week_ptr，week_ptr可通过调用lock函数来获得shared_ptr（如果对象已经被释放，则返回一个空的shared_ptr）。

weak_ptr<A> pa_value;

修改后pb->pa_value=pa 不会增加pa的计数，pa计数为1，离开作用域后计数为0，pa正常释放，于是pb计数也会减为0，正常释放。