c++智能指针（一）

C++智能指针（一）

 c++中的动态内存的管理是通过一对运算符来管理的：new ,在动态内存中为对象分 配空间并返回一个指向该对象的指针，我们可以选择对对象进行初始化，delete,接受一个对象的指针，销毁对象，并且释放与之关联的内存。
 动态内存的使用很容易造成问题，因为确保在正确的时间释放内存是特别困难的。如果我们初始化指针后未调用delete释放分配的内存，就会造成内存泄露，解决这个问题最有效的方法是使用智能指针（smart pointer）。智能指针是存储指向动态分配（堆）对象指针的类，用于生存期的控制，能够确保在离开指针所在作用域时，自动地销毁动态分配的对象，防止内存泄露。智能指针的核心实现技术是引用计数，每使用它一次，内部引用计数加1，每析构一次内部的引用计数减1，减为0时，删除所指向的堆内存。
 c++新的标准库提供了两种智能指针类型来动态管理对象。智能指针的行为类似于常规指针，重要的区别就是在于底层管理指针的方式：shared_ptr允许多个指针指向同一个对象。unique_ptr则“独占”所指向的对象。标准库还定义了一个名为weak_ptr的伴随类，是一种弱引用，指向shared_ptr所管理的对象。这三种类型的定义都在头文件memory中。

shared_ptr

  和vector类似，智能指针也是模板，因此我们在创建智能指针时必须指明指针可以指向的类型。同vector一样我们在尖括号内给出类型，之后是所定义的智能指针的名字。

    //shared_ptr 可以指向int
	std::shared_ptr<int> p1;
	//shared_ptr 可以指向string
	std::shared_ptr<std::string> p2;

初始化

 智能指针的使用方法和普通指针类似，解引用一个智能指针返回它指向的对象。默认初始化的智能指针包含一个空指针，如果在条件判断中使用智能指针，其作用就是检查它是否为空。

//如果p2不为空。检查其是否指向一个空string
	if (p2 && p2->empty())
	{
		*p2 = "Hi";
	}

 最安全的分配和使用动态内存的方法是调用标准库中的一个名为make_shared的函数，此函数在动态内存中分配一个对象并初始化它

// 1 通过构造函数、std::shared_ptr辅助函数、reset方法来初始化
	std::shared_ptr<int> p3(new int(1));
	//error 缺少类模板的参数列表
	//std::shared_ptr p4 = p3;
	std::shared_ptr<int> p4 = p3;
	std::shared_ptr<int> p5;
	// 与赋值类似，reset会更新引用计数，p5指向一个新对象，p5原来指向的对象计数-1
	p5.reset(new int(1)); 
	if (p5) {
		std::cout << "p5 not null" << std::endl;
	}

	//应该优先使用make_shared来构造智能指针，更高效
	auto p1 = std::make_shared<int>(100);
	// 相当于
	std::shared_ptr<int> sp1(new int(100));

拷贝、赋值

 进行拷贝或者赋值操作时，每个shared_ptr都会记录有多少个其他shared_ptr指向相同的对象；我们可以理解为每个shared_ptr都有一个关联的计数器，通常称为引用计数，无论何时我们拷贝一个shared_ptr时，计数器都会递增。当我们给shared_ptr赋予一个新值或是shared_ptr被销毁时计数器就会递减，当一个shared_ptr的计数器变为0时会自动释放自己所管理的对象。

std::shared_ptr<int> sp1(new int(100));
	std::shared_ptr<int> p = sp1; 

常用函数

share_ptr 和 unique都支持的操作：

share_ptr独有的操作：

unique_ptr

 一个unique_ptr拥有它所指向的对象，和shared_ptr不同，某个时刻智只能有一个unique_ptr指向一个定对象，当unique_ptr被销毁时其指向的对象也会被一同销毁。

初始化

 和shared_ptr不同，没有类似于make_shared的标准库函数返回一个unique_ptr。必须采用直接初始化的形式。

	std::unique_ptr<std::string> p1;
	std::unique_ptr<std::string> p2(new std::string("Hi"));

拷贝、赋值

  因为unique_ptr拥有其指向的对象，因此unique_ptr不支持普通的拷贝或者赋值操作。

	//error
	p1 = p2;
	//error
	std::unique_ptr<std::string> p3(p2);

虽然不能通过拷贝或者赋值一个unique_ptr，但是可以通过调用release或reset将指针的所有权从一个（非const）unique_ptr转移给另一个unique;

std::unique_ptr<std::string> p1(new std::string("Hi"));
	//release成员返回unique当前保存的指针并将其置为空
	//将p1指向对象的所有权转移给p2，release将p1置为空
	std::unique_ptr<std::string> p2(p1.release());
	std::unique_ptr<std::string> p3(new std::string("No!"));
	//所有权从p3转移给p2，reset释放了p2原本指向的内存
	p2.reset(p3.release());
	/*
		release会切断unique_ptr和它原本管理的对象之间的联系，release返回的指针一般被用来初始化另一个智能指针或者给另
	一个智能指针赋值，如果不用另一个智能指针来保存release返回的指针，我们必须手动释放资源，
	*/
	//error,p2不会释放内存，并且我们丢失了指针
	p2.release();
	//yes，但是记得delete(p)
	auto p = p2.release();

常用函数

weak_ptr

 weak_ptr是一种不控制对象生存期的智能指针，它指向一个由shared_ptr管理的对象，将weak_ptr绑定到一个由shared_ptr不会改变shared_ptr的引用计数。一旦最后一个指向对象的shared_ptr被销毁，对象就会被释放，weak_ptr即使指向该对象，这个对象也会被释放（弱引用）。

初始化

创建一个weak_ptr时要用一个shared_ptr来初始化它。

	auto p7 = std::make_shared<int>(100);
	//p弱共享p7，p7的引用计数不改变
	std::weak_ptr<int> p(p7);

由于对象有可能不存在，因此不能使用weak_ptr直接访问对象，而必须调用lock,此函数会检查weak_ptr指向的对象是否存在，如果存在,lock会返回一个指向共享对象的shared_ptr。

	if (p7 == p.lock())
	{
		//在这个if里面 p7和p共享对象
	}

常用操作

参考书籍 ：
《C++ Primer 第五版》