C++ 智能指针 boost::scoped_ptr分析

1.scoped_ptr的实现原理及特性

特性：scoped_ptr和auto_ptr类似，但最大的区别就是不能转让管理权限，也就是说scoped_ptr禁止用户进行拷贝和赋值

实现原理：如何才能禁止一个类进行拷贝和复制呢？我们只需要将类的拷贝构造函数和赋值运算符重载的访问限定符设置为私有的可以

样例如下：

class ScopedPtr{
private:
    ScopedPtr(const ScopedPtr& sp);
    ScopedPtr& operator(const ScopedPtr& sp);  
};

scoped_ptr和auto_ptr类似，它包装了new操作符在堆上分配的动态对象，能够保证动态创建的对象在任何时候都可以被正确的删除，但是scoped_ptr的所有权更加严格，不能转让，一旦scoped_ptr获得了对象的管理权，你就无法再从它那里去回来

正如scoped_ptr（局部指针）名字的含义一样：这个指针只能在作用域里使用，不希望被转让

实现如下：

template<class T>
class scoped_ptr
{
private:
    T *px;
    scoped_ptr(scoped_ptr const &);
    scoped_ptr & operator=(scoped_ptr const &);
public:
    explicit scoped_ptr(T *p = 0);
    ~scoped_ptr();

    void reset(T *p = 0);

    T & operator*()const;
    T * operator->()const;
    T * get()const;

    operator unspecified-bool-type()const;
    void swap(scoped_ptr & b);
};

分析：

scoped_ptr的构造函数接受一个类型为T*的指针p，创建出一个scoped_ptr对象，并在内部保存指针参数p，p必须是一个new表达式动态分配的结果或是一个空指针，当scoped_ptr的对象生命周期结束时，析构函数会使用delete操作自动销毁所保存的指针对象，从而正确的回收资源。

scoped_ptr同时把拷贝构造函数和赋值操作都声明为私有，禁止对scoped_ptr的复制操作，保证了被它管理的指针不能被转让所有权

成员函数reset的功能是重置scoped_ptr，它删除原来保存的指针，再保存新的指针值p，如果p是空指针，那么scopted_ptr将不能持有任何指针，一般情况下reset不应该配调用，因为它违背了scopted_ptr的本意---资源应该一直由scoped-ptr自己自动管理

实际上拥有权不可转移不够方便，swap成员函数可以交换两个scopted_ptr保存的原始指针，需要知道的是，scoped1.swap(scoped2) 只能用于它的定义所在的智能指针，而swap(scoped1,scoped2) 可以更广泛的用于很多指针类型，包括裸指针和第三方智能指针

scoped_ptr用operator*()和operator->()重载了引用操作符和箭头操作符，以模仿被代理的原始指针的行为，因此可以把scoped_ptr对象如同指针一样使用，如果scoped_ptr保存空指针，那么这两个操作都是未定义的

scoped_ptr不支持比较操作，不能在两个scoped_ptr之间，scoped_ptr和原始指针之间，scoped_ptr和空指针之间，进行相等或者不相等的比较操作，我们也无法为它编写额外的比较函数，因为其=和！=两个操作符都是私有的

2.scoped_ptr与auto_ptr的区别

1.scoped_ptr和auto_ptr的用法几乎一样，大多数情况下都可以与auto_ptr互换，它可以从一个auto_ptr获得指针的管理权(同时auto_ptr失去指针管理权)

2.scoped_ptr和auto_ptr一样不能用作容器的元素，但是原因不同，auto_ptr是因为它的转移语义，而scoped_ptr则是不支持拷贝和赋值，不符合容器对元素类型的要求

3.scoped_ptr和auto_ptr的根本区别在于所有权，auto_ptr被特意设计为所有权是可以被转移的，可以在函数之间传递，同一时刻只能有一个auto_ptr管理指针，而scoped_ptr把拷贝构造函数和赋值函数都声明为私有的，拒绝了指针所有权的转让，只有scoped_ptr自己能够管理指针，其他人都无权访问被管理的指针，从而保证了指针的绝对安全

4.如果代码企图从一个scoped_ptr构造或赋值另一个scoped_ptr,那么编译器会报错，阻止你这么做，从而保护你的代码，scoped_ptr更明确的表达了原始代码编写者的意图：只能在定义的作用域内使用，不可转让，这在代码后续的维持生命周期中很重要

样例如下：

template<typename T>
class ScopedPtr
{
public:
    ScopedPtr(T* ptr=NULL):_ptr(ptr){}
    ~ScopedPtr(){
    if(_ptr!=NULL)
    {
        delete _ptr;
        _ptr=NULL;
    }
    }
private:
    ScopedPtr(const ScopedPtr &sp);
    ScopedPtr& operator=(const ScopedPtr &sp);
private:
    T *_ptr;
};


int main()
{
    ScopedPtr<int> sp1(new int(10));
    ScopedPtr<int> sp2(new int(20));

    //ScopedPtr<int> sp3(sp1);  //编译错误 拷贝函数私有
    //sp1=sp2;                  //编译错误 =操作符私有
}

由于boost::scoped_ptr独享指针所有权，当我们真的需要复制时，需求便满足不了，如此我们再引入一个智能指针boost::shared_ptr专门处理复制，参数传递的情况，下一节我们探讨boost::shared_ptr智能指针