十、 C++特性之智能指针

Smart Pointers 智能指针

已经有成千上万的文章讨论这个问题了，所以我只想说：现在能使用的，带引用计数，并且能自动释放内存的智能指针包括以下几种：

• unique_ptr: 如果内存资源的所有权不需要共享，就应当使用这个（它没有拷贝构造函数），但是它可以转让给另一个unique_ptr（存在move构造函数）。
• shared_ptr:  如果内存资源需要共享，那么使用这个（所以叫这个名字）。
• weak_ptr: 持有被shared_ptr所管理对象的引用，但是不会改变引用计数值。它被用来打破依赖循环（想象在一个tree结构中，父节点通过一个共享所有权的引 用(chared_ptr)引用子节点，同时子节点又必须持有父节点的引用。如果这第二个引用也共享所有权，就会导致一个循环，最终两个节点内存都无法释 放）。

另一方面，auto_ptr已经被废弃，不会再使用了。

什么时候使用unique_ptr，什么时候使用shared_ptr取决于对所有权的需求，我建议阅读以下的讨 论：http://stackoverflow.com/questions/15648844/using-smart-pointers-for- class-members

以下第一个例子使用了unique_ptr。如果你想把对象所有权转移给另一个unique_ptr，需要使用std::move（我会在最后几段讨论这个函数）。在所有权转移后，交出所有权的智能指针将为空，get()函数将返回nullptr。

void foo(int* p) 
{ 
std::cout << *p << std::endl; 
} 
std::unique_ptr<int> p1(new int(42)); 
std::unique_ptr<int> p2 = std::move(p1); // transfer ownership 
  
if(p1) 
foo(p1.get()); 
  
(*p2)++; 
  
if(p2) 
foo(p2.get()); 

第二个例子展示了shared_ptr。用法相似，但语义不同，此时所有权是共享的。

void foo(int* p) 
{ 
} 
void bar(std::shared_ptr<int> p) 
{ 
++(*p); 
} 
std::shared_ptr<int> p1(new int(42)); 
std::shared_ptr<int> p2 = p1; 
  
bar(p1); 
foo(p2.get()); 

第一个声明和以下这行是等价的：

auto p3 = std::make_shared<int>(42); 

make_shared<T>是一个非成员函数，使用它的好处是可以一次性分配共享对象和智能指针自身的内存。而显示地使用 shared_ptr构造函数来构造则至少需要两次内存分配。除了会产生额外的开销，还可能会导致内存泄漏。在下面这个例子中，如果seed()抛出一个 错误就会产生内存泄漏。

void foo(std::shared_ptr<int> p, int init) 
{ 
*p = init; 
} 
foo(std::shared_ptr<int>(new int(42)), seed()); 

如果使用make_shared就不会有这个问题了。第三个例子展示了weak_ptr。注意，你必须调用lock()来获得被引用对象的shared_ptr，通过它才能访问这个对象。

auto p = std::make_shared<int>(42); 
std::weak_ptr<int> wp = p; 
  
{ 
auto sp = wp.lock(); 
std::cout << *sp << std::endl; 
} 
  
p.reset(); 
  
if(wp.expired()) 
std::cout << "expired" << std::endl; 

如果你试图锁定(lock)一个过期（指被弱引用对象已经被释放）的weak_ptr，那你将获得一个空的shared_ptr.