https://blog.csdn.net/gettogetto/article/details/66968307
http://blog.csdn.net/zy19940906/article/details/50470087
本次讨论：c++11之前的auto_ptr; c++11新加的unique_ptr, shared_ptr以及weak_ptr。
头文件：#include <memory>
一、auto_ptr
使用模板实现。
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { auto_ptr <Base1> base1(new Base1);//可理解为先声明一个名为base1的Base1类型智能指针，然后再base1里面管理new Base1 if (base1.get())//get是智能指针的函数，返回当前当前智能指针对象，即用以判断是否为空 { base1->func(); } return 0; }
1、base1.get()：返回当前指针对象；
2、base1.release()：清空当前智能指针对象，并返回类型指针（但并没有释放内存）。
所以假如我们要正常删除，那么需要这样：
Base1*base2 = base1.release(); delete base2;
base2 = NULL;
3、base1.reset()：从图中可看出，是重置智能指针，即把内存删除，且智能指针指向空
4、auto_ptr还重载了赋值运算符。由图可知意思是把赋值智能指针的内存交给被赋值智能指针，
auto_ptr <Base1> base2; base2 = base1;//将base1的控制权转交给base2，且base1清空了 base2->func();
缺点：因此这样就有些问题，控制权可以随便转换，但是只有一个在用，用起来会受到诸多限制
二、unique_ptr
C++11引入了许多便捷的功能，其中也包括这个，在用之前我们可以先看下底层：
可以清楚的看到，unique_ptr中的拷贝构造和赋值操作符delete了，所以也就意味着，他和auto_ptr有区别，控制权唯一，不能随意转换。
用法都差不多：
unique_ptr<Base1> base1(new Base1); unique_ptr<Base1> base2;//但是不能用拷贝构造和等号赋值把base1赋值给base2了
但是如果想切换控制权的话也不是没有办法，我们可以看到还有个这样的函数：
unique_ptr<Base1> base1(new Base1); unique_ptr<Base1> base2=move(base1);//base1变成empty unique_ptr<Base1> base3; base3 = move(base2);//base2变成empty
其它的成员函数就不一一赘述，和auto_ptr大致上是相同的。总结，某种程度来说比auto_ptr更为安全，适用部分特殊情况。
三、shared_ptr
如果完全理解了上面两个ptr的底层，那么shared_ptr的也就容易理解多了。但是和前两者有很大区别——
前两者控制权唯一，切换的时候把前面的清除。而shared_ptr不会，照例看下底层：
（特殊：赋值：先调用拷贝构造函数，再交换）
很显然，可以直接赋值和调用拷贝构造函数，且不会清空原本的智能指针。用法就很简单了：
shared_ptr<Base1> base1(new Base1); shared_ptr<Base1> base2=base1; shared_ptr<Base1> base3; base3 = base2;//三个共享一个
有个地方需要注意，当删除一个智能指针时，并不影响其它两个智能指针的继续使用。
因为该片内存添加了一个引用计数，每构造一次，引用计数+1；每次调用析构函数，引用计数减一。直到最后一个智能指针删除，才会释放内存。
注意：
1、在继续查看时，你会发现以下两个函数：
其实就是和unique_ptr一样可以通过move来切换控制权，这个时候是切换，不是共享了。
2、接下来继续翻看，还有两个函数：
（其实auto_ptr也有，只是一样，没必要截图了）
也就是说，auto_ptr和unique_ptr都可以通过move函数转换成shared_ptr类型，当然，一样是切换控制权的形式，即旧的置空。
auto_ptr<Base1> base1(new Base1); shared_ptr<Base1> base2 = move(base1);
weak_ptr更像是shared_ptr的助手：
1、他不像其余三种，可以通过构造函数直接分配对象内存；他必须通过shared_ptr来共享内存。
2、没有重载opreator*和->操作符，也就意味着即使分配到对象，他也没法使用该对象
3、不主动参与引用计数，即，share_ptr释放了，那么weak_ptr所存的对象也释放了。
4、使用成员函数use_count()可以查看当前引用计数，expired()判断引用计数是否为空。
5、lock()函数，返回一个shared_ptr智能指针：
也就是让weak_ptr观测shared_ptr智能指针，并且在需要时候通过lock函数返回一个shared_ptr。
（https://www.cnblogs.com/diysoul/p/5930372.html）
weak_ptr 是一种不控制对象生命周期的智能指针, 它指向一个 shared_ptr 管理的对象. 进行该对象的内存管理的是那个强引用的 shared_ptr. weak_ptr只是提供了对管理对象的一个访问手段.
weak_ptr 设计的目的是为配合 shared_ptr 而引入的一种智能指针来协助 shared_ptr 工作, 它只可以从一个 shared_ptr 或另一个 weak_ptr 对象构造, 它的构造和析构不会引起引用记数的增加或减少.
定义在 memory 文件中(非memory.h), 命名空间为 std.
weak_ptr 使用:
std::shared_ptr<int> sp(new int(10));
std::weak_ptr<int> wp(sp);
wp = sp;
printf("%d\n", wp.use_count()); // 1
wp.reset();
printf("%d\n", wp); // 0
// 检查 weak_ptr 内部对象的合法性.
if (std::shared_ptr<int> sp = wp.lock())
{
}
成员函数
weak_ptr 没有重载*和->但可以使用 lock 获得一个可用的 shared_ptr 对象. 注意, weak_ptr 在使用前需要检查合法性.
expired 用于检测所管理的对象是否已经释放, 如果已经释放, 返回 true; 否则返回 false.
lock 用于获取所管理的对象的强引用(shared_ptr). 如果 expired 为 true, 返回一个空的 shared_ptr; 否则返回一个 shared_ptr, 其内部对象指向与 weak_ptr 相同.
use_count 返回与 shared_ptr 共享的对象的引用计数.
reset 将 weak_ptr 置空.
weak_ptr 支持拷贝或赋值, 但不会影响对应的 shared_ptr 内部对象的计数.
使用 weak_ptr 解决 shared_ptr 因循环引有不能释放资源的问题
使用 shared_ptr 时, shared_ptr 为强引用, 如果存在循环引用, 将导致内存泄露. 而 weak_ptr 为弱引用, 可以避免此问题, 其原理:
对于弱引用来说, 当引用的对象活着的时候弱引用不一定存在. 仅仅是当它存在的时候的一个引用, 弱引用并不修改该对象的引用计数, 这意味这弱引用它并不对对象的内存进行管理.
weak_ptr 在功能上类似于普通指针, 然而一个比较大的区别是, 弱引用能检测到所管理的对象是否已经被释放, 从而避免访问非法内存。
注意: 虽然通过弱引用指针可以有效的解除循环引用, 但这种方式必须在程序员能预见会出现循环引用的情况下才能使用, 也可以是说这个仅仅是一种编译期的解决方案, 如果程序在运行过程中出现了循环引用, 还是会造成内存泄漏.
class CB; class CA; class CA { public: CA(){} ~CA(){PRINT_FUN();} void Register(const std::shared_ptr<CB>& sp) { m_spb = sp; } private: std::weak_ptr<CB> m_spb; }; class CB { public: CB(){}; ~CB(){PRINT_FUN();}; void Register(const std::shared_ptr<CA>& sp) { m_spa = sp; } private: std::shared_ptr<CA> m_spa; }; std::shared_ptr<CA> spa(new CA); std::shared_ptr<CB> spb(new CB); spb->Register(spa); spa->Register(spb); printf("%d\n", spb.use_count()); // 1 printf("%d\n", spa.use_count()); // 2
另一个循环依赖的例子,来自<C++标准库(第2版)>
class Person : public enable_shared_from_this<Person> { public: Person(const string& name) : m_name {name} { } ~Person() { cout << "release " << m_name << endl; } string getName() const { return m_name; } void setFather(shared_ptr<Person> f) { m_father = f; if (f) { f->m_kids.push_back(shared_from_this()); } } void setMother(shared_ptr<Person> m) { m_mother = m; if (m) { m->m_kids.push_back(shared_from_this()); } } shared_ptr<Person> getKid(size_t idx) { if (idx < m_kids.size()) { weak_ptr<Person> p = m_kids.at(idx); if (!p.expired()) { return p.lock(); } } return nullptr; } private: string m_name; shared_ptr<Person> m_father; shared_ptr<Person> m_mother; //vector<shared_ptr<Person>> m_kids; // 循环依赖 vector<weak_ptr<Person>> m_kids; }; // 测试代码 shared_ptr<Person> jack {make_shared<Person>("Jack")}; shared_ptr<Person> lucy {make_shared<Person>("Lucy")}; shared_ptr<Person> john {make_shared<Person>("John")}; john->setFather(jack); john->setMother(lucy); auto p = jack->getKid(0); if (p) { cout << p->getName() << endl; }
VC中的源码实现
template<class _Ty> class weak_ptr : public _Ptr_base<_Ty> { // class for pointer to reference counted resource typedef typename _Ptr_base<_Ty>::_Elem _Elem; public: weak_ptr() { // construct empty weak_ptr object } template<class _Ty2> weak_ptr(const shared_ptr<_Ty2>& _Other, typename enable_if<is_convertible<_Ty2 *, _Ty *>::value, void *>::type * = 0) { // construct weak_ptr object for resource owned by _Other this->_Resetw(_Other); } weak_ptr(const weak_ptr& _Other) { // construct weak_ptr object for resource pointed to by _Other this->_Resetw(_Other); } template<class _Ty2> weak_ptr(const weak_ptr<_Ty2>& _Other, typename enable_if<is_convertible<_Ty2 *, _Ty *>::value, void *>::type * = 0) { // construct weak_ptr object for resource pointed to by _Other this->_Resetw(_Other); } ~weak_ptr() { // release resource this->_Decwref(); } weak_ptr& operator=(const weak_ptr& _Right) { // assign from _Right this->_Resetw(_Right); return (*this); } template<class _Ty2> weak_ptr& operator=(const weak_ptr<_Ty2>& _Right) { // assign from _Right this->_Resetw(_Right); return (*this); } template<class _Ty2> weak_ptr& operator=(shared_ptr<_Ty2>& _Right) { // assign from _Right this->_Resetw(_Right); return (*this); } void reset() { // release resource, convert to null weak_ptr object this->_Resetw(); } void swap(weak_ptr& _Other) { // swap pointers this->_Swap(_Other); } bool expired() const { // return true if resource no longer exists return (this->_Expired()); } shared_ptr<_Ty> lock() const { // convert to shared_ptr return (shared_ptr<_Elem>(*this, false)); } };
