智能指针——使用与实现

Effective C++的条款13:以对象管理资源 智能指针就是一种用类模拟普通指针，实现以对象管理资源的方法。

先看一下智能指针的用法：

#include <iostream>
#include <memory>     // 有auto_ptr这个类模板
using namespace std;

int main()
{
    auto_ptr<int> p(new int(100));

    // p是个对象，但重载了*运算符，行为与指针完全一样
    cout << *p << endl; // 100

    return 0;
}

auto_ptr就是我们的智能指针，是一个模版，构造方法参数是普通的指针。智能指针的使用几乎方法完全一样。

C++提供了几种智能指针auto_ptr、unique_ptr、shared_ptr和weak_ptr。各种指针的基本思想大致相同，都是通过在栈上定义一个指向对象的指针来控制对象，所以智能指针的生命周期结束时会自动调用对象的析构函数。

下面是auto_ptr的源码，事实上auto_ptr已经被弃用了，但由于其比较简单而且各种智能指针比较接近，所以用auto_ptr作为例子。

#include <iostream>
using namespace std;


template<class _Ty>
class auto_ptr {
public:
    typedef _Ty element_type;
    explicit auto_ptr(_Ty *_P = 0) _THROW0()
        : _Owns(_P != 0), _Ptr(_P) {}
    auto_ptr(const auto_ptr<_Ty>& _Y) _THROW0()
        : _Owns(_Y._Owns), _Ptr(_Y.release()) {}
    auto_ptr<_Ty>& operator=(const auto_ptr<_Ty>& _Y) _THROW0()
        {if (this != &_Y)
            {if (_Ptr != _Y.get())
                {if (_Owns)
                    delete _Ptr;
                _Owns = _Y._Owns; }
            else if (_Y._Owns)
                _Owns = true;
            _Ptr = _Y.release(); }
        return (*this); }
    ~auto_ptr()
        {if (_Owns)
            delete _Ptr; }
    _Ty& operator*() const _THROW0()
        {return (*get()); }
    _Ty *operator->() const _THROW0()
        {return (get()); }
    _Ty *get() const _THROW0()
        {return (_Ptr); }
    _Ty *release() const _THROW0()
        {((auto_ptr<_Ty> *)this)->_Owns = false;
        return (_Ptr); }
private:
    bool _Owns;
    _Ty *_Ptr;
};

 　　可以看出，使用auto_ptr，同一个资源只会有一个指向它的指针。

auto_ptr<Object> ptr1 (new Object());
auto_ptr<Object> ptr2 (ptr1);                //ptr2指向对象，ptr1=null
ptr1 = ptr2;                                 //ptr1指向对象，ptr2=null

　　这是auto_ptr与shared_ptr的主要不同，shared_ptr是引用计数型智能指针，它会追踪有多少对象指向资源，只有无人指向它时才自动释放资源。

shared_ptr<Object> ptr1 (new Object());
shared_ptr<Object> ptr2 (ptr1);              //ptr1，ptr2指向对象
ptr1 = ptr2;                                 //同上