说说C++智能指针(2): 标准库中的智能指针

说说C++智能指针(2): 标准库中的智能指针

  使用智能指针是C++中常用的管理内存的方式。关于智能指针的设计，各路C++高手也是各展神通。

  在1994年. Greg Colvin向C++标准委员会提出了自己设计的智能指针：auto_ptr和counted_ptr。auto_ptr实现基本的RAII管理，不可复制；counted_ptr采用引用计数实现了一个可复制的智能指针。两者用于不同的场合。
  但是标准委员会最终只通过了auto_ptr，并且对auto_ptr加入了一个古怪的“所有权转移”语义。后来auto_ptr和counted_ptr进入了Boost C++ 库，改名为scoped_ptr和shared_ptr。
  
  std::auto_ptr只所以设计为可拷贝的，也许是出于以下考虑，比如下例函数：

void  f1( object *  ptr);
object *  f2();

   f1中的参数所指向的对象应该由谁来删除呢？调用者还是被调用者？如果不看程序文档的话，无法知道这一点。f2函数也存在同样的问题。

   用auto_ptr可以消除这种歧义性：

void  f1(auto_ptr < object >  ptr);
auto_ptr < object >  f2();

  
      尽管如此，auto_ptr的“所有权转移”语义还是会带来副作用，因为会修改原值的常量拷贝违背了一般的设计原则，它也许会在你意想不到的情况下就把对象转移了。它也不能用于标准容器中。
   所以auto_ptr在新的标准库已经不再推荐使用。取而代之的是unique_ptr。unique_ptr与auto_ptr类似，但限制了auto_ptr的拷贝行为。同时，像上面举的例子一样，unique_ptr可以作为函数的参数和返回值使用。这是因为C++增加了一个新的特征：右值引用。

   shared_ptr也进入了标准库。对于引用计数的智能指针而言，循环引用是一个大问题。标准库为此把shared_ptr定义为强引用指针，它还实现了一个弱引用指针weak_ptr。显然，标准库并没有从根本上解决循环引用的问题，它把这个问题交给了程序员。在一个简单的系统中，你可以区分使用shared_ptr和weak_ptr，以此来避免出现循环引用。但是在一个大的对象系统中，有时还是容易出错。循环引用的问题，严重减弱了shared_ptr的可用性。

   那么能不能自动检测是否出现循环引用呢？事实上，对于shared_ptr这种使用非侵入式策略实现的智能指针，是很难实现自动检测的。但是如果采用侵入式设计，我们可以引入一些接口，来解决这个问题。循环引用的检测，实际上是图论中的回路检测问题。

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