智能指针管理“newed对象”

为什么要有智能指针？

指针智能是管理管理动态内存分配对象的一种机制。它提供了自动管理内存，避免常见内存泄漏和悬空指针。

对于上述Func函数的操作，一不小心就会产生很多问题。

• p1 new时候抛异常 什么都不做
• p2 new时候抛异常 p1需要被清理
• div除0错误 p1 p2 都需要清理

上述代码我们也实现了delete，但是却有没被调用的风险。

资源没有被回收，就会导致内存泄漏，内存越用越多，如操作系统会卡死。

自动管理资源——智能指针

RAII（Resource Acquisition Is Initialization）是一种利用对象生命周期来控制程序资源
        在对象构造时获取资源，接着控制对资源的访问使之在对象的生命周期内始终保持有效，最后在对象析构的时候释放资源。借此，我们实际上把管理一份资源的责任托管给了一个对象。这种做法有两大好处：

• 不需要显式地释放资源。
• 采用这种方式，对象所需的资源在其生命期内始终保持有效

指针智能就是针对RAII思想设计的一种管理资源的方法；

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智能指针的使用

1）利用对象生命周期管理

智能指针的基本使用思路。将对象通过指针交给一个类，类在调用的时候，构造完成初始化，析构完成自动清理资源。

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解决上述问题

创建对象sp1 sp2时，会调用构造函数，将new int 构造类中的指针。在sp1 sp2的生命周期结束时（栈帧的销毁）会调用对象的析构函数 ，将动态开辟的内存释放掉

new sp1异常 什么都不做 没有任何构造

new sp2 异常栈帧会跳转到catch 局部变量sp1会被销毁，调用析构

div（）函数出异常 局部变量sp1和sp2的栈帧都要被销毁，自动调用析构函数

上述操作就是将一个对象托管给另一个对象管理资源。就是RAII的思想 

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*和->

为了让智能指针能够像指针一样操作。我们将智能指针进行操作符重载。*（解引用）和&(取地址)。

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浅拷贝问题

利用上述的指针管理资源。不适合拷贝对象。

类中对于拷贝操作默认是浅拷贝，就是将对象资源按照字节一个个拷贝过去。

对于本题中，new开辟一块空间，将空间的地址交给智能指针构造出sp1，由sp1管理资源。

而在第二步拷贝赋值中，将sp1的地址一个字节一个字节拷贝给sp2，因此二者指向同一块空间。

在对象生命周期结束时，会自动调用析构函数。sp1和sp2指向同一块空间。一块空间delete俩次，所以会产生错误。

怎么解决？

这里就从历史的角度谈谈

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一

auto_ptr

在C++98中，提出管理权限转移的思想。

假定都是sp1做为要被覆盖的对象

• 在拷贝构造和赋值时，将被赋值对象的资源转移到自身。
• 在拷贝构造时-----sp2指针的地址转为空
• 在赋值时------需要检查是否自己赋值自己！然后需要释放sp1的内存，将sp2的内存转移到sp1上

将sp2的指针悬空

由于资源管理权限被转移，指针存在悬空。

二

unique_ptr

在C++98和C++11之间产生了非官方库 boost

unique_ptr

简单粗暴----防止拷贝

在成员函数中，如果不写拷贝构造函数和赋值运算符，编译器就会自动生成默认函数。如果我们显示的实现，而不再赋值上操作。如果只是声明，不写实现，那么有可能在类外被实现。

因此要在类内实现声明，并且声明为私有

在C++11中，delete关键字禁止生成默认函数

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三 

shared_ptr

shared_ptr 其实就是对资源做引用计数——当引用计数为 0 的时候，自动释放资源。

比如我们有俩个对象同时指向同一块空间(sp1,sp2)。如果sp1被销毁了，就会什么也不做。然后空间配套的引用计数就会从2减到1。如果当sp2也要被释放时，引用计数从1减到0，此时计数为0，就要释放这块空间。

简单的来说shared_ptr包含俩部分

• 一个指向堆上创建的裸指针
• 一个指向内部隐藏的、共享的管理对象 count代表被多少对象引用共享了，也就是引用对象。

计数器设为全局吗？

在C++中用全局变量要非常谨慎。

如果将计数器设为全局，那么计数器就属于全部的类，该类的任何一个对象的增加或减少，都会影响计数器。因此需要对每一块资源分配一个计数器。

• 构造：为_pcount开空间
• release():减计数不为0不操作，计数为0时，删除空间
• 赋值：检查自己赋值自己，释放旧空间 更新_pcount 
• 拷贝构造：拷贝地址和_pcount ，更新_pcount
• 基本指针操作

循环引用的解决

shared_ptr指针还存在循环引用的问题，再下一篇文章中将作为重点探讨，同时介绍weak_ptr。

总结

1. 尽量使用智能指针管理资源申请与释放，减少人为new和delete误操作和考虑不周的问题。

2.RAII思想就是利用变量生命周期管理资源。

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