c++ 智能指针shared_ptr详解
参考资料：： C++primer
为什么需要智能指针
在c++中，动态内存的管理的管理是通过一对运算符来完成的：new在内存中为对象分配空间并返回一个指向该对象的指针，delete接受一个动态对象的指针，销毁该对象，并且释放与之关联的内存。
来看一个例子：
int *process(int *a){
int *b =new int(200);
}
在函数 process中我们申请了一块内存，但是在函数体内b 是一个临时变量，离开函数会销毁，但是我们动态申请的内存不会消失，这样就会造成内存泄漏；有时在尚有指针引用内存的情况下就释放了它，在这种情况下就会产生引用非法内存的指针。为了更容易(同时也更安全)地使用动态内存，C++11标准库提供了两种智能指针(smart pointer)类型来管理动态对象。智能指针的行为类似常规指针，重要的区别是它负责自动释放所指的对象。C++11标准库提供的这两种智能指针的区别在于管理底层指针的方式：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。C++11标准库还定义了一个名为weak_ptr的辅助类，它是一种弱引用，指向shared_ptr所管理的对象。这三种类型都定义在memory头文件中。智能指针是模板类而不是指针。
智能指针实质就是重载了->和*操作符的类，由类来实现对内存的管理，确保即使有异常产生，也可以通过智能指针类的析构函数完成内存的释放。
shared_ptr
智能指针也是模板类，因此在创建一个智能指针的时，必须提供指针所指向的类型例如：
shared_ptr<string> p1 // shared_ptr p1指向string
shared_ptr<lsit<int>> p2 // shared_ptr p2 指向int的list;
默认初始化的智能指针中保存着一个空指针。智能指针的使用方式和普通指针类似，解引用一个智能指针返回它指向的对象，在一个条件判断中使用智能指针就是检测它是不是空。
if(p1 && p1->empty())
*p1='hi';//如果p1指向一个空的string,解引用p1，讲一个新的值赋与string
shared_ptr操作如下：
| shared_ptr< T >sp | 空智能指针 |
|---|---|
| p | 将p用做一个条件判断，若p指向一个对象，为true |
| *p | 解引用p,获得他指向的对象 |
| p->mem | 等价于（*p）.mem |
| p.get() | 返回p中保存的指针，使用时要小心，若智能指针释放了其对象，返回的指针所指向的对象 |
| swap(p,q) | 交换p和q的指针 |
| p.swap(q) | 交换p和q的指针 |
| make_shared< T > (args) | 返回一个shared_ptr,指向一个动态分配的类型为T的对象使用args初始化此对象 |
| shared< T > p(q) | p是shared_ptr q的拷贝,此操作会递增q中的计数器。 |
| p=q | p和q都是shared_ptr,保存的指针必须能相互转换，这个操作会递减p的引用次数，递增q的引用次数 |
| p.unique() | 若p.use_count()为1，返回true,否则返回false |
| p.use_count() | 返回与p共享对象的智能指针数量 |
make_shared< T > (args)
最安全的分配和使用动态内存的方法就是调用一个名为make_shared的标准库函数，此函数在动态内存中分配一个对象并初始化它，返回指向此对象的shared_ptr。头文件和share_ptr相同，在memory中.
shared_ptr<int> p3 = make_shared<int>(42);//指向一个值为42的int类型的shared_ptr
shared_ptr<string> p4 = make_shared<string>(10,'9');//指向值为"9999999999"的string类型
shared_ptr<int> p5 = make_shared<int>();//空的
拷贝和赋值
当进行拷贝和赋值的时候，每个shared_ptr都会记录有多少个其他shared_ptr指向相同的对象
例如：
int main()
{
// 使用 make_shared 创建空对象
std::shared_ptr<int> p1 = std::make_shared<int>();
*p1 = 100;
std::cout << "p1 = " << *p1 << std::endl; // 输出100
std::cout << "p1 Reference count = " << p1.use_count() << std::endl;//输出1
std::shared_ptr<int> p2(p1);
std::cout << "p2 Reference count = " << p2.use_count() << std::endl;//输出2
std::cout << "p1 Reference count = " << p1.use_count() << std::endl;//输出2
当我们给shared_ptr赋一个新值得或者shared_ptr被销毁的时候，计数器会减一，一旦一个shared_ptr的计数器为0，会自动释放自己管理的对象；
auto r = make_shared<int>(42);//r指向的int只有一个引用者
r = p1;//赋值给r,r指向另一个地址，此时p1的计数加一，r的引用次数和递增后p1的一样
#include
shared_ptr自动销毁所管理的对象
当指向一个对象的最后一个shared_ptr被销毁时，shared_ptr类会自动销毁此对象，它是通过另一个特殊的成员函数-析构函数完成销毁工作的，类似于构造函数，每个类都有一个析构函数。析构函数控制对象销毁时做什么操作。析构函数一般用来释放对象所分配的资源。shared_ptr的析构函数会递减它所指向的对象的引用计数。如果引用计数变为0，shared_ptr的析构函数就会销毁对象，并释放它所占用的内存。
shared_ptr还会自动释放相关联的内存
void use_factory(T args){
shared_ptr<Foo> p = factory(arg);
}// p离开作用域，它指向的内存会被自动释放掉
#include上面代码中return语句向此函数的调用者返回一个p的拷贝，拷贝一个shared_ptr会增加计数值，现在p被销毁，他所指向的内存还有其他使用者，只要保证还有使用就不会被释放。当动态对象不再被使用时，shared_ptr类还会自动释放动态对象，这一特性使得动态内存的使用变得非常容易。如果你将shared_ptr存放于一个容器中，而后不再需要全部元素，而只使用其中一部分，要记得用erase删除不再需要的那些元素。
分离关联的原始指针reset()
要使 shared_ptr 对象取消与相关指针的关联，可以使用reset()函数：
p1.reset()
这种做法会让p1变为空，并且与p1相关联的计数减1；
#includep1.reset(new int(200))
这种做法会将p1指向新的地址，计数为1；
#includeshared_ptr与new结合使用
shared_ptr<double>p1//p1指向一个double
shared_ptr<int>p2(new int(42))//p2指向一个值为42的int
接受指针参数的智能指针构造函数是explicit，因此必须使用直接初始化的方式来初始化一个智能指针：
shared_ptr<double>p1 = new double(12.3)//错误的做法p1指向一个double
shared_ptr<int>p2(new int(42))//正确 直接初始化的方式p2指向一个值为42的int
处于同样的原因，返回shared_ptr函数不能在其返回中隐式的转换。
例如下面的做法是不行的：
shared_ptr<int> process(int p){
return new int(p);//这样做不行必须 return shared_ptr(new int(p));
}
不要混合使用普通指针和智能指针
shared_ptr可以协调对象的析构，但是仅限于自身的拷贝（shared_ptr之间），这就是为什么推荐使用make_shared ，这样吧我们就能在分配对象的同时将shared_ptr与之绑定，从而避免无意中将同一块内存绑定到多个独立创建的shared_ptr 例如下面我们就将同一块内存绑定在不同的shared_ptr上
#include再例如：
#include上面函数是按照值传递的，因此实参会被拷贝到ptr中，拷贝会增加计数，在运行的过程中计数的值为2，但process运行结束后，计数减一，变为原来的1，因此内存不会被销毁。
#include上面的代码在运行的过程中，我们将一个临时的shared_ptr传递给process，当函数结束时，临时对象会被销毁，同时引用计数会减一，此时引用计数为0，内存会被释放，指针p1就会变为一个空悬指针，会出现一个意向不到的数。我用的devC++，结果是：i的值为12149808。
不要使用get初始化另一个智能指针或为他赋值
智能指针类型定义了一个名为get的函数，返回一个内置的指针指向智能指针管理的对象，这个函数适用于下面这种情况：我们需要向不能使用智能指针的代码传递一个内置指针，使用get返回的指针的代码不能delete这个指针。
shared_ptr<int>p(new int(42));//引用计数为1
int *q = p.get()//使用q时要记住不能让他管理的指针释放掉
{
shared_ptr<int>(q)//离开这个作用域，q指向的内存会被销毁
}
int i = *p//p指向的内存已经释放
上面的例子，p和q指向同一块内存，由于他们时相互独立创建的，因此各自的计数为1,当q的程序块结束时，q会被销毁，这会导致q指向的内存会被释放，因此p变成一个空悬指针。当我们使用p时会出现未定义的操作，同时，当p被销毁时这块内存会被第二次delete。所以当我们使用get的时候，我们必须保证不会delete掉get得到的指针。特别是不能用get初始化或者赋值。