C++11智能指针

　　为了解决C++内存泄漏的问题，C++11引入了智能指针（Smart Pointer）。

　　智能指针的原理是，接受一个申请好的内存地址，构造一个保存在栈上的智能指针对象，C++中有一个重要原则，在函数结束时（不论是正常返回，还是因为异常除法的对战回退），会将所有栈对象销毁，也就是会调用所有栈对象的析构函数。智能指针内部保存的内存也就被释放掉了（除非将智能指针保存起来）。

　　C++11提供了三种智能指针：std::shared_ptr, std::unique_ptr, std::weak_ptr，使用时需添加头文件<memory>。

　　shared_ptr使用引用计数，每一个shared_ptr的拷贝都指向相同的内存。每使用他一次，内部的引用计数加1，每析构一次，内部的引用计数减1，减为0时，删除所指向的堆内存。shared_ptr内部的引用计数是安全的，但是对象的读取需要加锁。

1. shared_ptr

1.1 基本用法

（1）初始化

　　可以通过构造函数、std::make_shared<T>辅助函数和reset方法来初始化shared_ptr

#include "stdio.h"
#include<memory>
#include<iostream>
using namespace std;

void main()
{
    shared_ptr<int> p1(new int(10));
    cout << "p1的引用计数："<<p1.use_count() << endl;
    shared_ptr<int> p2 = p1; 
    cout << "p1的引用计数：" << p1.use_count() << " p2的引用计数：" << p2.use_count() << endl;
    p2.reset(new int(2));   // 当智能指针中有值时，调用rest会使引用计数减1
    cout << "p1的引用计数：" << p1.use_count() << " p2的引用计数：" << p2.use_count() << endl;
    cout << *p2 << endl;
    p2.reset(); 
    cout << "p1的引用计数：" << p1.use_count() << " p2的引用计数：" << p2.use_count() << endl;

    shared_ptr<int> p3 = make_shared<int>(20); 
    shared_ptr<int> p4;
    p4.reset(new int(30));
    cout << "p4的引用计数：" << p4.use_count() << endl;
}

注意：不能将一个原始指针直接赋值给一个智能指针

std::shared_ptr<int> p4 = new int(1);// error

　　reset()包含两个操作。当智能指针中有值的时候，调用reset()会使引用计数减1.当调用reset（new xxx())重新赋值时，智能指针首先是生成新对象，然后将就对象的引用计数减1（当然，如果发现引用计数为0时，则析构旧对象），然后将新对象的指针交给智能指针保管。

（2）获取原始指针

std::shared_ptr<int> p4(new int(5));
int *pInt = p4.get();

（3）指定删除器

　　智能指针可以指定删除器，当智能指针的引用计数为0时，自动调用指定的删除器来释放内存。std::shared_ptr可以指定删除器的一个原因是其默认删除器不支持数组对象，这一点需要注意。

template<class T, class D>
shared_ptr(T *p, D d)

void DeleteIntPtr(int *p)
{
     delete p;      
}

shared_ptr<int> p(new int(1), DeleteIntPtr);

　　当我们使用shared_ptr管理动态数组时，需要指定删除器，因为std::shared_ptr的默认删除器不支持数组对象

shared_ptr<int> p(new int[10], [](int *p){delete[] p;});

　　也可以使用syd::default_delete作为删除器，default_delete的内部是通过调用delete来实现的

shared_ptr<int> p(new int[10], deault_delete<int[]>);

（4）注意make_share和make_arrar_share的使用

（5）使用shared_ptr注意事项

a. 不要用一个原始指针初始化初始化多个shared_ptr

b. 不要在函数实参中创建shared_ptr

2. unique_ptr独占指针

　　unique_ptr是一个独占型的智能指针，它不允许其它的智能指针共享其内部的指针，不允许通过赋值将一个unique_ptr赋值给另外一个unique_ptr，unique_ptr不允许复制，但可以通过函数返回给其它的unique_ptr,还可以通过move来转移到其它的unique_ptr,这样它本身就再拥有原来指针的所有权。

注意：unique_ptr不支持make_share

3. weak_ptr弱引用指针

　　弱引用指针week_ptr是用来监视shared_ptr的，不会使引用计数加1，它不管理shared_ptr内部的指针，week_ptr没有重载操作符，不共享指针，不操作资源。weak_ptr指针可以用来返回this指针和解决循环引用的问题

（1）use_count获取当前观测资源的引用计数

shared_ptr<int> p(new int(1));
weak_ptr<int> p1(p);
cout << p1.use_count() <<endl;

（2）通过expired()来判断观测的资源是否已经被释放

（3）通过lock()来获取监视的shared_ptr

（4）weak_ptr返回this指针

　　不能直接将this指针返回为shared_ptr，需要通过派生std::enable_shared_from_this类，并通过其方法shared_from_this来返回智能指针，原因是enable_shared_from_this类中有一个weak_ptr指针，这个weak_ptr用来观测this智能指针，调用shared_from_this,会调用内部的weak_ptr的lock()方法

（5 ）weak_ptr解决循环引用的问题

 

#include "stdio.h"
#include<memory>
#include<iostream>
using namespace std;

class B;
class A
{
public:
    shared_ptr<B> bptr;
    ~A()
    {
        cout << "A is delete!" << endl;
    }
};

class B
{
public:
    shared_ptr<A> aptr;
    ~B()
    {
        cout << "B is delete!" << endl;
    }
};
void main()
{
    {
        shared_ptr<A> a(new A());
        shared_ptr<B> b(new B());

        a->bptr = b;
        b->aptr = a;

        cout << "A的引用计数：" << a.use_count() << endl;
        cout << "B的引用计数：" << b.use_count() << endl;
    }

    int i = 0;
}

离开作用域后引用计数减1，不会去删除指针，导致内存泄漏

通过weak_ptr解决该问题，只要将A或B中的任意一个成员改成weak_ptr即可