c++ 智能指针shared_ptr
概述
共享指针 shared_ptr是c++11的新增特性，主要用于包装一个原始指针（裸指针），从而实现堆内存上的对象自动释放，省去手动调用delete去释放对象。
优点：由于shared_ptr的管理，在一个堆上对象不再有用时（没有指针指向这个对象），将被自动释放内存。coder只负责new 出对象，而不需要关注何时应该调用delete删除对象。
头文件：
使用
shared_ptr本质是有个模板类，传入裸指针作为shared_ptr的构造函数的参数即可。
导入头文件
#include 构造
常见的构造方式有两种。
构造方式一：传入裸指针直接构造
// 推荐
shared_ptr<int> sp = shared_ptr<int>(new int(2));
// 不推荐
int *p = new int(2);
shared_ptr<int> sp = shared_ptr<int>(p);
因为shared_ptr管理的对象的裸指针p暴露在代码中，coder有机会直接delete对象，这样是不安全的。
对于coder在代码中通过裸指针直接delete对象的行为，shared_ptr是不可知的，因此shared_ptr会自以为正常的再次delete对象，导致对象的重复删除。
构造方式二：make_shared<>()
shared_ptr<int> sp = make_shared<int>(2);
传入创建shared_ptr管理的对象(int)所需的参数，make_shared内部会自动调用new创建对象。
这种方式同样也不会暴露裸指针，是安全的。也是我们经常使用的一种方式。
调用管理的对象属性和方法 -> 、*
借助经重载的->运算符，可直接访问shared_ptr所管理的对象的属性和方法。
#include shared_ptr的两个重要成员变量
在介绍shared_ptr的成员函数前，先简单说说shared_ptr的实现原理。
内部维护两个指针， _ptr、_cnt。（名字可能不是这样，但不重要。便于理解。）
T* _ptr ：保存shared_ptr管理的对象的指针。
int* _cnt：shared_ptr所指的这个对象的引用次数。即有多少个shared_ptr同时管理这个指针。
shared_ptr对象允许进行赋值运算和显式拷贝（每次赋值或拷贝*cnt加一），使得被管理的对象是多个shared_ptr所共享的。
那谁该负责被管理的对象的析构呢?
“活”到最后的那个shared_ptr对象。每次shared_ptr对象在析构或调用reset()方法时（后面会说），*_cnt会进行减一操作，如果发现减一前*_cnt为1，说明不存在其他share_ptr对象管理这个对象，此时就应该在失去对象管理权限前，将管理的对象析构。
shared_ptr类本身的方法
get()
返回存储的指针。
reset()
替换所管理的对象。
swap()
交换两个shared_ptr所管理的对象。
mShared_ptr<Sample> p(new Sample(123));
mShared_ptr<Sample> p1(new Sample(456));
p->hello();
p.swap(p1);
p->hello();
use_count()
返回shaerd_ptr所指对象的引用次数。
mShared_ptr<Sample> p;
cout << p.use_count() << endl; // 1
mShared_ptr<Sample> p1(p);
cout << p1.use_count() << endl; // 2
常见的错误使用
1、错误的共享管理
int *p = new int(123);
shared_ptr<int> sp1 = shared_ptr<int>(p);
shared_ptr<int> sp2 = shared_ptr<int>(p);
cout << sp1.use_count() << std::endl; // 1
cout << sp2.use_count() << std::endl; // 1
两个shared_ptr对象虽然管理同一个对象指针，但二者确都不知道对方的存在，导致各自都认为是p指针的唯一管理者，会导致内存重复释放。
正确的共享方法：
int *p = new int(123);
shared_ptr<int> sp1 = shared_ptr<int>(p);
// shared_ptr sp2 = shared_ptr(p);
shared_ptr<int> sp2 = shared_ptr<int>(sp1);
cout << sp1.use_count() << std::endl; // 2
cout << sp2.use_count() << std::endl; // 2
简单实现
mShared_ptr.h
mShared_ptr.cpp
test.cpp
Shared_ptr.h
// Shared_ptr.h
#pragma once
// 测试类
struct Sample
{
Sample() : val(0){
std::cout << "Sample\n";
}
Sample(int _val) : val(_val){
std::cout << "val Sample\n";
}
~Sample() {
std::cout << "~Sample\n";
}
void hello() {std::cout << "hello world " << val << std::endl;}
int val;
};
template <class T>
class mShared_ptr
{
public:
mShared_ptr() : _ptr(new T()), _cnt(new int (1)) {std::cout << "默认构造 mShared_ptr \n";}
mShared_ptr(T* p) : _ptr(p), _cnt(new int (1)) {std::cout << "有参构造 mShared_ptr\n";}
~mShared_ptr();
explicit mShared_ptr(const mShared_ptr& ms_ptr);
mShared_ptr (const mShared_ptr&& ms_ptr);
T* operator->();
T& operator*() ;
operator bool() const;
mShared_ptr& operator=(const mShared_ptr& ms_ptr);
bool operator==(const mShared_ptr& ms_ptr) const;
void fun();
int use_count();
void reset ();
void swap(mShared_ptr& ms_ptr);
T* get();
bool unique() const ; // 此函数于 C++17 中被弃用并于 C++20 中移除
private:
T* _ptr;
int* _cnt;
};
Shared_ptr.cpp
#include test.cpp
#include