面试可能会问六：智能指针

先看一下百度百科的解释：

指针指针

当类中有指针成员时，一般有两种方式来管理指针成员：一是采用值型的方式管理，每个类对象都保留一份指针指向的对象的拷贝；另一种更优雅的方式是使用智能指针，从而实现指针指向的对象的共享。

智能指针(smart pointer)的一种通用实现技术是使用引用计数(reference count)。智能指针类将一个计数器与类指向的对象相关联，引用计数器跟踪该类有多少个对象的指针指向同一对象。

实现原理：

每次创建类的新对象时，初始化指针并将引用计数置为1；当对象作为另一对象的副本而创建时，拷贝构造函数拷贝指针并增加与之相应的引用计数；对一个对象进行赋值时，赋值操作符减少左操作数所指对象的引用计数（如果引用计数为减至0，则删除对象），并增加右操作数所指对象的引用计数；调用析构函数时，析构函数减少引用计数（如果引用计数减至0，则删除基础对象）。

个人建议：好好读读百度百科这个版本，解释挺好的。此处不再赘述。

个人提供一个简单版的智能指针实现。

从运算符重载的角度来看一下。

#pragma once

#include<iostream>
using namespace std;

class Person
{
public :
	Person(int age);
	void showAge();
	~Person();

private :
	int mAge;
};

#include "Person.h"


Person::Person(int age)
{
	this->mAge = age;
}

void Person::showAge()
{
	cout << "年龄为：" << this->mAge << endl;
}

Person::~Person()
{
	cout << "析构函数被调用。" << endl;
}

#include "Person.h"


void test01()
{
	Person p1(10);  //建立在栈中，函数结束由编译器自动销毁。

}


int main()
{
	test01();

	return EXIT_SUCCESS;
}

如果我们把对象建立在栈上，函数在运行结束后，编译器自动回收。

如果我们把对象建立在堆中。new一个指针变量出来。（所有new出来的对象，都返回该类型的指针。）开辟在堆中，就需要我们自己手动去释放。

void test01()
{
	//Person p1(10);  //建立在栈中，函数结束由编译器自动销毁。
	Person *p1 = new Person(10);   // new返回指针类型的对象。
	delete p1;  // 必须手动释放。
}

如果我们的代码有几百行，那么我们很容易遗漏这样的释放。所以在C++11中，有了一个新的特性：指针指针。

用来：用来托管自定义类型的对象，让对象自动的释放。

如何实现呢，我们自己实现一个：写一个智能指针类，就只是管理一个属性：也就是这个自定义类型的指针。Person*。

为了管理这个指针，在构造时，就需要将这个指针传输到构造函数中去，然后整个类，维护这个指针。

class SmartPointer
{
public:
	SmartPointer(Person* person)
	{
		this->person = person;
	}
	~SmartPointer()
	{
		if (this->person != NULL)
		{
			delete this->person;
			this->person = NULL;
		}
	}
private:
	Person* person;
};

如何实现呢？

void test02()
{
	SmartPointer sp(new Person(10));
}

如此即实现了指针堆中创建，又实现了在栈中由编译器管理。继而实现自动释放。省去了我们忘记delete的烦恼。栈中变量sp在自动释放时，执行自己的析构函数，自己的析构函数，管理着我们要被托管的指针。进而实现了指针的自动释放。

上面是自动释放的实现，还有一个问题，在我们被托管类指针中，要调用showAge方法，此时用智能指针是无法无法实现的。即：sp->showAge()无法实现。

如果要调用这个方法，我们可以把我们的->运算符重载。

Person* operator->()
{
	return this->person;
}

此时在sp->运算时，返回的是被托管的指针。只要我们把指针返回，即可调用原来的方法。

如果要实现调用showAge。那么需要sp->->showAge()即可，但是编译器看着两个->觉得多余，这边给我们做了自动的编译器优化。

此外，我们使用指针，还有一种用法是解引用：(*p).showAge();

Person& operator*()  // 返回值是对对象本体的引用，不是Person。
{
	return *this->person;
}

void test02()
{
	SmartPointer sp(new Person(10));
	sp->showAge();
	(*sp).showAge();
}

这就有点为了讲解运算符重载为了为之而为之了。 但是也基本讲明了一种实现方式和原理。当然新特性中的智能指针没有那么简单哈。

其实直接友元类也可以实现对成员函数的调用。

#pragma once

#include<iostream>
using namespace std;
class SmartPointer;

class Person
{
public :
	friend class SmartPointer;
	Person(int age);
	void showAge();
	~Person();

private :
	int mAge;
};

声明被托管指针时：可以将其智能指针作为友元类。

然后再友类中直接调用即可。

#include "Person.h"

class SmartPointer
{
public:
	SmartPointer(Person* person)
	{
		this->person = person;
	}
#if 0
	Person* operator->()
	{
		return this->person;
	}

	Person& operator*()  // 返回值是对对象本体的引用，不是Person。
	{
		return *this->person;
	}
#endif 
	~SmartPointer()
	{
		if (this->person != NULL)
		{
			delete this->person;
			this->person = NULL;
		}
		cout << "智能指针被释放。" << endl;
	}

	void showAge()
	{
		this->person->showAge();
	}

private:
	Person* person;
};

void test01()
{
	//Person p1(10);  //建立在栈中，函数结束由编译器自动销毁。
	Person *p1 = new Person(10);   // new返回指针类型的对象。
	delete p1;  // 必须手动释放。
}

void test02()
{
	SmartPointer sp(new Person(10));
	//sp->showAge();
	//(*sp).showAge();
	sp.showAge();
}

int main()
{
	//test01();
	test02();

	return EXIT_SUCCESS;
}