C++11 谈谈shared_ptr(细节)

个人用！十分主观！仅供参考！

shared_ptr是C++11中加入的一种智能指针(其实并不够智能)，其作用就是帮助我们管理在堆中开辟的空间，避免野指针等众多内存管理不当造成的问题。

重点：智能指针会自动的给我们释放开辟的内存空间

实际上，每种智能指针都是以类模板的方式实现的，shared_ptr

shared_ptr使用了引用计数机制，也就是其类内维护了一个计数count。其之所以叫做shared，多个shared_ptr可以共同使用同一块堆内存，一旦多了一个新的shared_ptr使用了这块内存，这个计数count就会+1。

初始化

//显式
shared_ptr<int> p1;//默认初始化为nullptr，默认构造
shared_ptr<int> p2(new int(10));//使用指针初始化，含参构造
shared_ptr<int> p3(p2);//拷贝构造
shared_ptr<int> p4(move(p3));//移动构造

不够智能的智能指针

注意，不能用同一个普通指针初始化超过一个智能指针。

int* p = new int(10);
shared_ptr<int> p1(p);
shared_ptr<int> p2(p);

上面的语句编译不会出错，但运行时会崩掉，因为程序结束时，智能指针会自动释放p1,p2的内存。在此p1,p2的计数都是1，故p这块内存被释放了两次，释放第二次的时候程序崩掉了。

同理，还有下面这种情况：

int* p = new int(10);
shared_ptr<int> p1(p);
delete p;

同样的原因，释放已经释放的内存，程序崩掉了。

因此，智能指针的使用要和传统的指针用法相区别开。

shared_ptr模板类提供的成员方法

参考文章C++11 shared_ptr智能指针（超级详细） (biancheng.net)

除此之外，C++11 标准还支持同一类型的 shared_ptr 对象，或者 shared_ptr 和 nullptr 之间，进行 ==，!=，<，<=，>，>= 运算。

主要用到的是use_count()和reset()。最后一个 operator bool()，这是类型转换。

自定义释放规则

对于在类中开辟堆内存的情况：

1. 可以在类中析构中释放(因为智能指针计数为0时实际就是调用的类的析构);
2. 可以自定义释放规则;
3. 可以将类中的指针也定义为智能指针；

先看一段代码：

//定义了一个类，类中开辟了堆内存，用p指向
class tmpA
{
public:
	tmpA():p(new int(10)){}
	int* p;
};
void test()
{
    shared_ptr<tmpA> p1(new tmpA);//创建一个指向tmpA类型的智能指针
	int* p2 = p1->p;//保存p1指向的对象中的p的值
    cout << "对象释放前: *p2 = " << p2 << endl;
	p1.reset();//引用计数-1 =0 ， 释放p1指向的空间
	cout << "对象释放后:p1 = " << p1 << endl;//看是否释放成功(是否为0)
    cout << "对象释放后:*p2 = " << *p2 << endl;//看对象中开辟的堆空间是否释放
}

结果：

这显然没有释放类中的堆内存

1. 类析构中释放

//定义了一下析构函数
class tmpA
{
public:
	tmpA():p(new int(10)){}
	~tmpA() {
		if (p)
		{
			delete p;
			p = nullptr;
		}
	}
	int* p;
};

结果：

释放了

1. 自定义释放规则

void test()
{
	shared_ptr<tmpA> p1(new tmpA,
		[](tmpA* cptr) {
			if (cptr->p) {
				delete cptr->p;
				cptr->p = nullptr;
			}
		}
		);//创建一个指向tmpA类型的智能指针,并自定义释放规则(这里用了lambda表达式)
	int* p2 = p1->p;//保存p1指向的对象中的p的值
	cout << "对象释放前: *p2 = " << *p2 << endl;
	p1.reset();//引用计数-1 =0 ， 释放p1指向的空间
	cout << "对象释放后:p1 = " << p1 << endl;//看是否释放成功(是否为0)
	cout << "对象释放后:*p2 = " << *p2 << endl;//看对象中开辟的堆空间是否释放
    delete p2;
    p2 = nullptr;
}

结果：

释放了

1. 类内指向堆内存的指针定义为智能指针

class tmpA
{
public:
	tmpA():p(new int(10)){}
	shared_ptr<int> p;
};
void test()
{
    shared_ptr<tmpA> p1(new tmpA);//创建一个指向tmpA类型的智能指针
	int* p2 = p1->p.get();//保存p1指向的对象中的p的值(从shared<int>转到int* 要用get()函数)
	cout << "对象释放前: *p2 = " << *p2 << endl;
	p1.reset();//引用计数-1 =0 ， 释放p1指向的空间
	cout << "对象释放后:p1 = " << p1 << endl;//看是否释放成功(是否为0)
	cout << "对象释放后:*p2 = " << *p2 << endl;//看对象中开辟的堆空间是否释放
    delete p2;
    p2 = nullptr;
}

结果：

释放了。

其实也可以用对象中开辟的堆内存初始化一个智能指针,也就是把int p2 改成 shared p2*

这其实也是第三种方法

综上

智能指针的使用要理解其中原理，不然很容易造成过度释放。