【vtk学习笔记3】智能指针

一、引用计数算法

引用计数是一种垃圾收集技术，用于管理计算机内存中的无用对象。当一个对象不再被引用时，这个对象就可以被系统安全地删除，以便回收其占用的内存空间。

引用计数的核心思想是跟踪每个对象的引用数。当一个对象被引用时，其引用数会增加；当一个引用不再引用该对象时，其引用数就会减少。当一个对象的引用数减少到0时，就意味着该对象不再被使用，可以被垃圾收集器回收。

引用计数具有简单、高效的优点，但也有一些局限性。例如，它无法处理循环引用的问题。如果两个对象互相引用，即使它们都不再被其他对象引用，它们的引用数也不会减少到0。
C++11开始使用智能指针管理资源，会自动管理引用计数的增加与减少。

二、VTK智能指针

VTK中创建一个对象可以用三种方法：

1. 使用vtkObjectBase中的静态成员变量New(),使用Delete()方法析构；
2. 使用智能指针vtkSmartPointer，无需手动调用Delete()方法减少引用计数
3. 使用RAII模式的vtkNew；
   在VTK中，对象都是被创建在堆上，必须Delete释放，否则会出现内存泄漏的情况。是由于VTK将vtkObjectBase类及其子类的构造函数都声明为受保护类型，不支持自行构造创建，这样就不能自动在函数栈上创建；使用智能指针创建对象，则无需手动调用Delete()方法减少引用计数，因为引用计数的增加与减少都是由智能指针自动完成的。VTK实现了便利的自动内存管理的概念，使用引用计数。与其他智能指针不同之处在于引用计数保留在VTK对象本身中，而不是智能指针类中。这样的好处在于：即使VTK对象作为原始指针传递，也可以增加引用计数。

2.1 vtkSmartPointer

VTK中的智能指针类为vtkSmartPointer，继承自vtkSmartPointerBase，可以看到是一个类模板。
使用时，如：

vtkSmartPointer<vtkBMPReader> reader = vtkSmartPointer<vtkBMPReader>::New();
vtkImageData* imageData = reader->GetOutput();

智能指针类型也可作为函数的返回值，如：

vtkSmartPointer<vtkImageData> MyFunction()
{
	vtkSmartPointer<vtkImageData> myObject = vtkSmartPointer<vtkImageData>::New();
	std::cout<<"MyFunction::myObject reference count = "<<myObject->GetReferenceCount()<<std::endl;
	return myObject;
}

// 调用时
vtkSmartPointer<vtkImageData> MyImageData = MyFunction();

函数MyFunction()的返回值是通过复制的方式，将数据赋予调用的变量，因此改数据的引用计数保持不变，而且函数里的myObject不会被删除。

2.2 vtkNew

vtkNew是一个类模板，它在构造时使用T::New()分配并初始化其模板参数的实例。它假定在其生存期内拥有一个引用，并在销毁时调用T->Delete()；可以看做是一个RAII的auto_ptr;

vtkNew被用于vtkSmartPointer的替代品，在简单环境中，可以使用vtkNew取代vtkSmartPointer; 功能和vtkSmartPointer一样，都是智能指针，不过更加轻量，推荐在局部变量使用，全局还是建议用vtkSmartPointer。
  注意：vtkNew的赋值构造函数和拷贝构造函数都被禁用；