c++中的智能指针详解
智能指针是行为类似于指针的类对象，但是这种对象还有其他的功能。一般用于帮助管理动态内存。
我们需要知道，我们每次在对象中new出一块内存空间都需要在对象销毁时delete掉，否则就会造成内存泄露，这些工作是程序员自己完成的，也就是说内存分配的任务交给了程序员，万一哪天程序员忘记了，那可能会造成程序崩溃或者服务器宕机out of memery。我们看下面的程序。
void func(string str){
string *ps = new string(str);
if (error()) {
throw exception();
}
str = *ps;
delete ps;
return ;
}
一旦抛出异常，delete不被执行，也将造成内存泄露。我们可以在抛出异常之前执行delete，但是可以有更巧妙的方法。
当func()这样的函数终止(不管是正常终止，还是由于出现了异常而终止)，本地变量都将从栈内存中删除——因此指针 ps占据的内存将被释放。如果ps 指向的内存也被释放，那该有多好啊。如果ps有一个析构函数，该析构函数将在ps过期时释放它指向的内存。因此，ps 的问题在于，它只是一个常规指针，不是有析构函数的类对象。如果它是对象，则可以在对象过期时，让它的析构函数删除指向的内存。这正是 auto_ptr、unique_ptr和 shared_ptr背后的思想。模板auto_ptr是C++98提供的解决方案，C++11已将其摒弃，并提供了另外两种解决方案。然而，虽然 auto_ptr被摒弃，但它已使用了多年;同时，如果您的编译器不支持其他两种解决方案，auto_ptr将是唯一的选择。
使用智能指针
这三个智能指针模板(auto ptr、 unique ptr和 shared ptr)都定义了类似指针的对象,可以将new获得(直接或间接）的地址赋给这种对象。当智能指针过期时，其析构函数将使用delete 来释放内存。因此，如果将ew返回的地址赋给这些对象，将无需记住稍后释放这些内存，在智能指针过期时，这些内存将自动被释放。实际上还有一种智能指针weak_ptr，但是我们不讨论这个智能指针。
要创建智能指针，必须包含头文件memory，该文件模板定义，然后使用常规的模板语法来实例化所需类型的指针，例如，模板auto_ptr包含如下的构造函数
template <class X> class suto_ptr {
public:
explicit auto_ptr(X *p = 0) throw();
}
throw()意味着构造函数不会引发异常，与auto_ptr一样，throw()也被抛弃
auto_ptr<double> pd(new double);
auto_ptr<string> ps(new string);
new double是new返回的指针，指向新分配的内存块，他是构造函数auto_ptr
unique_ptr pd(new double);
shared_ptr pd(new double);
所以我们可以修改上面的程序
#include
void func(string str){
std::auto_ptr ps(new string(str));
if (error()) {
throw exception();
}
str = *ps;
return ;
}
每个智能指针都在一个代码块内，离开代码块，智能指针将会过期。
所有的智能指针类都有一个explicit构造函数，该构造函数将指针作为参数，因此不需要自动将指针转换为智能指针对象
shared_ptr pd;
double *p_reg = new double;
pd = p_reg; // 不允许
pd = shared_ptr(p_reg); // 允许
shared_ptr pshared = p_reg // 不允许
shared_ptr pshared(p_reg) // 允许
由于智能指针模板类的定义方式，智能指针对象很多方面都类似于常规指针，例如ps是一个智能指针对象，则可以对他执行解除引用操作（*ps），或者是访问结构成员（ps->buffer），将他赋值给指向相同类型的常规指针，还可以将智能指针对象赋值给一个同类型的智能指针对象，但将引起一个问题
shared_ptr<string> ps (new string("i am a cloud"));
shared_ptr<string> vocation;
vocation = ps;
上述赋值语句完成什么工作呢，如果ps和vocation是常规指针，则两个指针指向同一个string对象，这是不能接收的，因为程序将视图删除同一个对象两次，一次是ps过期，一次是vocation过期。要避免这种问题，方法有多种。
- 定义赋值运算符，使之执行深复制。这样两个指针将指向不同的对象，其中的一个对象是另一个对象的副本。
- 建立所有权(ownership):概念，对于特定的对象，只能有一个智能指针可拥有它，这样只有拥有对象的智能指针的构造函数会删除该对象。然后，让赋值操作转让所有权。这就是用于auto_ptr和unique_ptr 的策略，但unique_ptr.的策略更严格。
- 创建智能更高的指针，跟踪引用特定对象的智能指针数。这称为引用计数（reference countimg) ,例如，赋值时，计数将加1,而指针过期时，计数将减1,仅当最后一个指针过期时,才调用delete。这是shared_ptr 采用的策略。
当然同样的策略也适用于复制构造函数。
为什么unique_ptr强于auto_ptr
auto_ptr<string> p1 (new string("auto"));
auto_ptr<string> p2;
p2 = p1; // # 3
在语句3中，p2接管了string对象的所有权后，p1的所有权将被剥夺，前面说过这是一件好事，可以防止p1，p2同时删除同一个对象：但如果程序随后试图使用p1，这将是一件坏事，因为p1不再指向有效的数据。
unique_ptr<string> p1 (new string("auto"));
unique_ptr<string> p2;
p2 = p1; // # 6
编译器认为语句6非法，避免了p1不再指向有效数据的问题，所以unique_ptr更加安全。
但是有的时候，讲一个智能指针赋值给另一个并不会留下危险的悬挂指针，假设有如下定义
unique_ptr<string> demo(char *s){
unique_ptr<string> res (new string(s));
return res;
}
并且有如下代码
unique_ptr<string> ps;
ps = demo("OK");
demo( )返回一个临时unique_ptr，然后ps接管了原本归返回的unique_ptr所有的对象，返回的unique_ptr被销毁。这没有问题，因为ps拥有了string的所有权。但这里的另一个好处是返回的临时unique_ptr很快被销毁，没有机会使用它来访问无效的数据。换句诂说，没有理出禁止这种赋值。神奇的是，编译器确实允许这种赋值!
总之，程序试图将一个unique_ptr赋给另一个时，如果源unique_ptr是个临时右值，编译器允许这样做;如果源unique _ptr将存在一段时间，编译器将禁止这样做。
您可能会问，unique ptr 如何能够区分安全和不安全的用法呢﹖答案是它使用了C++11新增的移动构造函数和右值引用。
**警告：**使用new分配内存时才能使用auto_ptr和shared_ptr，使用new[]分配内存时，不能使用他们。不使用new分配内存时，不能使用auto_ptr和shared_ptr。不使用new或者new[]分配内存时，不能使用unique_ptr。
选择智能指针
应使用哪种智能指针呢?如果程序要使用多个指向同一个对象的指针，应选择shared_ptr。这样的情况包括:有一个指针数组，并使用一些辅助指针来标识特定的元素，如最大的元素和最小的元素，两个对象包含都指向第三个对象的指针，STL容器包含指针。很多STL 算法都支持复制和赋值操作，这些操作可用于shared ptr，但不能用于unique_ptr(编译器发出警告）和 auto_ ptr(行为不确定)。如果您的编译器没有提供 shared_ptr，可使用Boost库提供的shared _ptr。