智能指针

  对于一个初学者，常常会被野指针（垂悬指针）的问题所困扰。这就用到了我们今天讨论的智能指针来解决问题。

  野指针，也就是指向不可用内存区域的指针。通常对这种指针进行操作的话，将会使程序发生不可预知的错误。 
    “野指针”不是NULL指针，是指向“垃圾”内存的指针。人们一般不会错用NULL指针，因为用if语句很容易判断。但是“野指针”是很危险的，if语句对它不起作用，野指针一般不会为NULL。野指针的成因主要有两种： 

  （一）指针变量定义时没有被初始化。

         char* p;

         strcpy(p, “world”);//出错，没有初始化

  （二）指针p被free或者delete之后，没有置为NULL，让人误以为p是个合法的指针

         char* p=(char*)malloc(4*sizeof(char));

         free(p);

         if(p!=NULL)//不能防止p不为空

           {strcpy(p, “world”);}//非法的拷贝，出错

    所以，在定义一个指针的时候最好就初始化，在释放指针内存时把指针置空。如果你觉得你都想不起来的话，那么掌握智能指针是必须掌握的。

   智能指针是用一个类来实现的，有类似指针的功能。

   智能指针大概分为三种：

       （一）AutoPtr。这种智能指针是最早使用的一类智能指针，它的实现方式就是转移管理权。它有两种历史版本

1. template
   class AutoPtr
   {
      private:
         T* _ptr;
         bool _owner;
         }

2. template
   class AutoPtr
   {
      private:
         T* _ptr;
    }

  

  第二个版本显然比第一个版本好，也是库后来采用的版本。如果用第一个版本的对象s1拷贝构造s2。

AutoPtr s2(s1);出了作用域后析构函数将释放s2，但是s1仍然指向那块空间，使用s1将发生错误。

  （二）ScopedPtr。这种方法更为直接，竟然拷贝构造和赋值重载都会发生错误，那么我就不让你使用这两个函数，直接放入protected或者private中，这样在类外就无法调用这两个函数，也不用定义这两个函数，只用声明即可。

template
class ScopedPtr
{
public:

protected:
	ScopedPtr(const ScopedPtr& sp);
	ScopedPtr operator=(const ScopedPtr& sp);

protected:
	T* _ptr;
};

      防卫智能指针在指针之间不进行拷贝和赋值时是非常有用的，效率高。

    （三）SharedPtr。带引用计数的智能指针，这种智能指针是用途最广泛的智能指针。

template
class SharedPtr
{
public:
	SharedPtr(T* ptr)
		:_ptr(ptr)
		,_pCount(new long(1))
	{}
		
	SharedPtr(const SharedPtr& sp)
		:_ptr(sp._ptr)
		,_pCount(sp._pCount)
	{
		++(*_pCount);
	}
	SharedPtr& operator=(const SharedPtr& sp)
	{
		if (this != &sp)
		{		
			_pCount = sp._pCount;
			_ptr = sp._ptr;
			++(*_pCount);
		}

		return *this;
	}
	~SharedPtr()
	{
		if (--(*_pCount) == 0)//当引用计数为1时释放空间
		{
			//delete _ptr;
			_del(_ptr);
			delete _pCount;
		}
	}
protected:
	T* _ptr;
	long* _pCount;
};

    

      每个智能指针对象里都有一个引用计数，并不是所有的智能指针对象共用一个引用计数，也不是每个对象都用自己的一个引用计数，对于指向同一块内存空间的智能指针共用一个引用计数。 这就解决了两个指针指向一块空间，当析构一个指针时，另一个指针出问题的情况。每当引用计数为1时才释放指向的那块空间，不然就引用计数减1.                   （四）WeakPtr。WeakPtr是辅助SharedPtr使用的智能指针，它可以从一个shared_ptr或另一个weak_ptr对象构造，它的构造和析构不会引起引用记数的增加或减少。