C++11中的智能指针与C++98的智能指针设计对比

C++11中的智能指针与C++98的智能指针设计对比

众所周知，C++11更新了一个重要的feature，那就是智能指针类，由unique_ptr、shared_prt、weak_ptr组成，这为苦逼的C++程序员们带来了不小的好处：终于在某些情况下不用手动管理内存啦！和内存泄漏说拜拜！咦？为什么要说有些情况下呢？因为这智能指针，只是用了引用计数来实现内存的自动管理，而不像java、go语言那么智能，有gc线程进行处理。但总好过没有吧！起码有了智能指针，就会有C++的RAII思想。
但我作为一个嵌入式开发者，很多环境下还在用该死的GCC4.3、4.4编译器，由于C++11的特性得GCC4.6之后才支持，所以无法享受到智能指针的好处。不过没关系，由于C++的开放性，我们便自己创造了引用计数的智能指针，虽然以后必然会被C++11的智能指针所替代，但可以参考一下两者设计上的区别。
先看C++11 std::shared_ptr实现的原理：
shared_ptr中包含int *cnt和void *ptr两个成员变量，其中cnt为引用计数。可以发现这样的好处是，可以在不修改之前写的类，便可以使用智能指针，如：

  class my_class
  {
  public:
      my_class(int a)_a(a) {}
      virtual ~my_class() 
      {
          printf("my class destruct\n");
      }
      void print()
      {
          printf("value:%d\n", _a);
      }
  private:
      int _a;
  }

  int main(int argc, char **argv)
  {
      std::shared_prt my = std::make_shared(123);
      my->print();
  }

但这么使用有如下几个缺陷：
1、该指针只可使用一个shared_ptr来管理，否则可能出现多次析构的问题；
2、尽量不要使用shared_ptr的get方法获取裸指针；
3、在my_class中需要将this指针传出去，则得继承std::enable_shared_from_this,再使用shared_from_this()方法将this指针包裹后传出去。
以上的几点缺陷，都是因为引用计数是放在shared_ptr类中进行处理与计算，而不是在被管理的类中，所以在使用时，必须要对shared_ptr类进行拷贝处理。

而在我们设计的C++98模式里的智能指针，有一个基类：

class i_ref
{
public:
    virtual ~i_ref(){};
    /**
     * 增加引用
     */
    virtual unsigned long add_ref() = 0;
    /**
     * 释放引用
     */
    virtual unsigned long release_ref()= 0;
};

class c_ref
{
public:
    virtual ~c_ref(){};
    c_ref ()
        : m_lRef(0),m_lDel(1)   
    {
    }
    virtual unsigned long add_ref()
    {
        return InterlockedIncrement(&m_lRef);
    }
    virtual unsigned long release_ref()
    {
        if(InterlockedDecrement(&m_lRef) == 0  )
            if(InterlockedDecrement(&m_lDel) == 0) 
        {
            delete this;
            return 0;
        }
        return m_lRef;
    }
public:
    volatile long m_lRef;
    volatile long m_lDel;
};

template
class ref_obj
{
public:
    typedef T _PtrClass;
    ref_obj()
    {
        p=0;
    }
    ref_obj(T* lp)
    {
        if ((p = lp) != 0)
            p->AddRef();
    }
    ref_obj(const ref_obj& lp)
    {
        if ((p = lp.p) != 0)
            p->AddRef();
    }
    ~ref_obj()
    {
        if (p)
            p->Release();
    }
    operator  T*() const
    {
        return  p;
    }
    T& operator*() const
    {
        return *p;
    }

    /*T** operator&()
    {
        return &p;
    }*/
    T* operator->() const
    {
        return p;
    }
    T* operator=(T* lp)
    {
        if (lp != 0)
            lp->AddRef();
        if (p)
            p->Release();
        p = lp;
        return p;
    }
    T* operator=(const ref_obj& lp)
    {
        if (lp != 0)
            lp->AddRef();
        if (p)
            p->Release();
        p = lp;
        return p;
    }
    bool operator!() const
    {
        return (p == 0);
    }

    T*GetObj(){return p;}

    const T*GetObj()const{return p;}
    T*p;
};

所需要被智能指针管理的类，必须要继承此基类。故此类中的引用计数存在于被管理的类中。
可以想到，这么做的好处是，将指针赋予ref_obj管理后，无需再ref_obj进行拷贝，比如对this指针的拷贝，也不用再像上面那样需要进行处理，例子如下：

  class my_class : public c_ref
  {
  public:
      my_class(int a)_a(a) {}
      virtual ~my_class() 
      {
          printf("my class destruct\n");
      }
      void print()
      {
          printf("value:%d\n", _a);
      }
  private:
      int _a;
  }

  int main(int argc, char **argv)
  {
      ref_obj my = new my_class(123);
      my->print();
  }

但坏处也显而易见，所管理的类必须要继承c_ref类，不如shared_ptr灵活。

两者各有好处，但既然C++11中已将boost的shared_ptr纳入标准，那以后写代码，在C++11的环境下，最好还是用标准中的智能指针方法。