C++98到C++11:智能指针分为auto_ptr, unique_ptr, shared_ptr,weak_ptr,这几种智能都是为了解决指针拷贝构造和赋值的问题
auto_ptr:允许拷贝,但只保留一个指向空间的指针。
管理权转移,把拷贝对象的资源管理权转移给拷贝对象,导致被拷贝对象悬空,不能访问出问题 ap1置空
auto_ptr<Test> ap1(new Test());
auto_ptr<Test> ap3 = ap1;
// ap1=nullptr
如果不置空就会导致对象调用析构函数时,空间会被释放两次。但会导致ap1无法再使用。
模拟auto_ptr
template<class T>
class AutoPtr
{
public:AutoPtr(T* ptr):_ptr(ptr){}T& operator*(){return *_ptr;}T* operator->(){return _ptr;}~AutoPtr(){cout << "delete pointer" << _ptr << endl;delete _ptr;}AutoPtr(AutoPtr<T>& ap):_ptr(ap._ptr){ap._ptr = nullptr;}
private:T* _ptr;
};
unique_ptr: 禁止拷贝
unique_ptr<A> up1(new A());
unique_ptr<A> up3=up1// 报错
模拟实现unique_ptr
template<class T>
class UniquePtr
{
public:UniquePtr(T* ptr):_ptr(ptr){}T& operator*(){return *_ptr;}T* operator->(){return _ptr;}~UniquePtr(){cout << "delete pointer" << _ptr << endl;delete _ptr;}UniquePtr(const UniquePtr<T>& up) = delete; // 禁止拷贝构造UniquePtr<T>& operator=(const UniquePtr<T>& up) = delete; //禁止默认生成赋值重载函数
private:T* _ptr;
};
shared_ptr:支持拷贝,无法解决循环引用
shared_ptr通过引用计数来防止被多次析构
引用计数
用一个变量来记录指向空间的指针数,当一个智能指针释放时,变量数值减一,当数值为0时才释放空间。
模拟share_ptr的实现
template<class T>
class SharedPtr
{
public:SharedPtr(T* ptr):_ptr(ptr),_pcount(new int(1)){}T& operator*(){return *_ptr;}T* operator->(){return _ptr;}~SharedPtr(){if (--(*_pcount) == 0){cout << "delete pointer" << _ptr << endl;delete _ptr;delete _pcount;}}private:T* _ptr;int* _pcount;
};
shared_ptr的拷贝构造
SharedPtr(const SharedPtr<T>& sp):_ptr(sp._ptr),_pcount(sp._pcount){(*_pcount)++;}
shared_ptr的赋值重载
SharedPtr<T>& operator=(const SharedPtr<T>& sp){if (_ptr==sp._ptr){return *this;}if (*_pcount == 1){~SharedPtr();}else{(*_pcount)--;}*(sp._pcount)++;_pcount = sp._count;_ptr = sp._ptr;return *this;}
循环引用问题
class Test
{
public:Test(){cout << "构造函数"<<" "<<this << endl;}Test* fun(){return this;}~Test(){cout << "析构" << endl;}};
struct Node
{Test test;shared_ptr<Node> _next;shared_ptr<Node> _prev;
};
int main()
{shared_ptr<Node> sp1(new Node);shared_ptr<Node> sp2(new Node);sp1->_next = sp2;sp2->_prev=sp1return 0;
}
当sp1 和sp2析构时,引用计数减为1
当要释放左边空间->释放右边空间的_prev->释放左边的_next->释放左边的空间。
释放左边空间->释放左边空间
形成死循环无法解决。
weak_ptr:解决shared_ptr循环引用问题,不属于RAII智能指针
struct Node
{Test test;weak_ptr<Node> _next;weak_ptr<Node> _prev;
};
weak_ptr:解决原理不增加引用计数
template<class T>
class WeakPtr
{
public:WeakPtr():_ptr(nullptr){}WeakPtr(const SharedPtr<T>& sp):_ptr(sp._ptr){}WeakPtr<T>& operator= (SharedPtr<T>& sp){_ptr = sp.get();return *this;}T& operator*(){return *_ptr;}T* operator->(){return _ptr;}
private:T* _ptr;
};