智能指针
智能指针就是存储指向堆上分配的对象的指针，行为上与C++的原生指针基本一致，区别是不需要管理对象的销毁。智能指针可以选择在适当的时机销毁对象，可以大幅降低空悬指针和野指针等错误。所有智能指针如果是非类成员，一般都是栈上分配的对象。这里介绍boost库的智能指针，主要有：
1. scoped_ptr
概念上讲，智能指针意味着持有它所指向对象的拥有权，有责任在该对象不在需要时对其销毁。scoped_ptr只提供了RAII机制，对它指向的对象具有唯一的拥有权，不会被共享和转移。这是通过不可拷贝实现的，所以scoped无法存放到stl容器中。指向的对象在scoped_ptr析构或者reset后会被释放。scoped_ptr实现很简单，基本与原生指针性能差不多。scoped_ptr用在类成员时，可以避免在析构函数中释放指针。
class A {
...
private:
B *obj;
};
类A的析构函数不得不对指针obj进行delete操作，而改成scoped_ptr则可以避免：
class A {
...
private:
boost::scoped_ptr<B> obj;
};
2. shared_ptr
以引用计数的方式共享指针的拥有权。当最后一个shared_ptr被销毁时，指向的对象也会被销毁。由于使用引用计数，无法解决循环引用的问题。shared_ptr实现了拷贝构造函数和赋值运算符，可以存放到stl容器中。同时，也实现了比较运算符，可以存放到关联容器中。
如果T *可以隐式转化（通过static_cast）为U *，那么shared_ptr<T>也可以隐式转化为shared_ptr<U>。
线程安全反面，shared_ptr支持：a. 并发读，b. 并发写多个不同的实例，c. 不支持并发读写同一个实例（需加锁）。
下列程序存在循环引用：
#include <iostream>
#include <boost/shared_ptr.hpp>
#include <boost/weak_ptr.hpp>
using namespace std;
using namespace boost;
class B;
class A {
public:
~A() {
cout << "ref count of B: " << bptr.use_count() << endl;
cout << "deconstruct A" << endl;
}
shared_ptr<B> bptr;
};
class B {
public:
~B() {
cout << "ref count of A: " << aptr.use_count() << endl;
cout << "deconstruct B" << endl;
}
shared_ptr<A> aptr;
};
void test()
{
cout << "begin" << endl;
shared_ptr<A> aptr(new A);
shared_ptr<B> bptr(new B);
aptr->bptr = bptr;
bptr->aptr = aptr;
cout << "ref count of bptr: " << bptr.use_count() << endl;
cout << "ref count of aptr: " << aptr.use_count() << endl;
cout << "end" << endl;
}
int main()
{
test();
cout << "after test" << endl;
}
运行程序，可以发现A和B都没有被析构。下面通过weak_ptr解决这种循环引用的问题。
begin ref count of bptr: 2 ref count of aptr: 2 end after test
3. weak_ptr
weak_ptr不管理对象的生命周期，但是可以感知一个对象的生死。weak_ptr是弱引用，用它指向一个对象，不会增加其引用计数。weak_ptr指向的对象底层有shared_ptr管理，要通过weak_ptr访问这个对象，必须构造成shread_ptr才行。具体可以通过shared_ptr的构造函数或者是lock方法。当最后一个指向该对象的shared_ptr被销毁时，该对象也会被销毁。此时，调用shared_ptr的构造函数会抛出boost::bad_weak_ptr异常，lock返回的shared_ptr是空的。
weak_ptr实现了拷贝构造函数、赋值运算符和比较运算符所以可以放入stl容器和关联容器中。
下面看一下，weak_ptr是如何解决循环引用，将类B中指向aptr的shared_ptr改为weak_ptr即可。
#include <iostream>
#include <boost/shared_ptr.hpp>
#include <boost/weak_ptr.hpp>
using namespace std;
using namespace boost;
class B;
class A {
public:
~A() {
cout << "ref count of B: " << bptr.use_count() << endl;
cout << "deconstruct A" << endl;
}
shared_ptr<B> bptr;
};
class B {
public:
~B() {
cout << "ref count of A: " << aptr.use_count() << endl;
cout << "deconstruct B" << endl;
}
weak_ptr<A> aptr;
};
void test()
{
cout << "begin" << endl;
shared_ptr<A> aptr(new A);
shared_ptr<B> bptr(new B);
weak_ptr<A> waptr(aptr);
aptr->bptr = bptr;
bptr->aptr = waptr;
cout << "ref count of bptr: " << bptr.use_count() << endl;
cout << "ref count of aptr: " << waptr.use_count() << endl;
cout << "end" << endl;
}
int main()
{
test();
cout << "after test" << endl;
}
运行结果：
begin ref count of bptr: 2 ref count of aptr: 1 end ref count of B: 1 deconstruct A ref count of A: 0 deconstruct B after test
可以看到A和B都被析构了，并且在test函数的结尾处，检查aptr的引用计数是1，而bptr是2，这是因为weak_ptr指向这个对象，不会引起引用计数的改变。