C++智能指针
智能指针是c++标准程序库中所提供的一种更为安全的使用堆内存的一种方式
前言
我们都知道，C++在使用中，new、delete操作堆内存。但是，对于堆内存，需要由程序员自行进行管理。这就意味着，new出来的堆内存，需要通过程序员手动使用delete进行释放。在实际项目中，程序员往往会犯两种错误，一种是忘记delete，释放内存，导致内存泄漏；还要一种，就是delete两次，会产生引用非法内存的指针。
智能指针的出现，是为了方便储层许愿进行堆内存的管理，防止以上两种错误。这对于编程人员来说，是一种非常方便的使用方式。智能指针是c++11引入的一种行为类似指针，但是可以自动释放指向对象的一种工具。
一、智能指针的原理
1 RALL
RAII 是 resource acquisition is initialization 的缩写（“资源获取即初始化”）。
这种机制的核心思想是，将资源的使用和对象的生命周期进行绑定。对象在初始化时，进行资源分配，对象在销毁时，进行资源释放。
2 原理
智能指针利用RALL技术（资源获取即初始化）堆普通指针进行封装。利用这种封装和操作符重载会令智能指针的使用和指针类似，但实际是一个对象。
二、分类
我们经常使用的智能指针，基本分成三个类型，shared_ptr、unique_ptr、weak_ptr。
下面将会分开介绍这三种不同的智能指针
1.shared_ptr
shared_ptr 实现多个智能指针指向相同对象，该对象和其相关资源会在“最后一个引用被销毁”时候释放。它使用引用计数法进行计数，当对象增加时，引用计数+1， 当对象减少时，引用计数-1。
代码如下（示例）：
int main()
{
string *s1 = new string("s1");
shared_ptr<string> ps1(s1);
shared_ptr<string> ps2;
ps2 = ps1;
cout << ps1.use_count()<<endl;
cout<<ps2.use_count()<<endl;
cout << ps1.unique()<<endl;
string *s3 = new string("s3");
shared_ptr<string> ps3(s3);
cout << (ps1.get()) << endl;
cout << ps3.get() << endl;
swap(ps1, ps3);
cout << (ps1.get())<<endl;
cout << ps3.get() << endl;
cout << ps1.use_count()<<endl;
cout << ps2.use_count() << endl;
ps2 = ps1;
cout << ps1.use_count()<<endl;
cout << ps2.use_count() << endl;
ps1.reset();
cout << ps1.use_count()<<endl;
cout << ps2.use_count()<<endl;
}
2.weak_ptr
shared_ptr在使用中，有一种情况，无法进行解决，就是当两个对象相互使用一个shared_ptr成员变量指向对方，会造成循环引用，使引用计数失效，从而导致内存泄漏。
代码如下：
class B;
class A
{
public:
shared_ptr<B> pb_;
~A()
{
cout << "A delete" << endl;
}
};
class B
{
public:
shared_ptr<A> pa_;
~B()
{
cout << "B delete" << endl;
}
};
void fun()
{
shared_ptr<B> pb(new B());
shared_ptr<A> pa(new A());
cout << pb.use_count() << endl;
cout << pa.use_count() << endl;
pb->pa_ = pa;
pa->pb_ = pb;
cout << pb.use_count() << endl;
cout << pa.use_count() << endl;
}
int main()
{
fun();
return 0;
}
可以看到，class A和class B 互相在成员变量中使用shared_ptr引用了对方。在fun函数跳出时，pa和pb进行栈释放。引用计数-1；但是，pa->pb_以及pb->pa_却没有办法进行释放，这是因为A和B的析构函数没有进行调用，这就导致shared_ptr的引用计数仍旧为1，导致内存泄漏。这就需要引入weak_ptr。
weak_ptr 是一种不控制对象生命周期的智能指针,它是一种弱引入，不增加或减少引用计数。它的出现就是为了解决两个类相互引用时shared_ptr无法进行对象销毁的问题。它和shared_ptr可以进行相互转换。
关于weak_ptr，我们需要注意的是，它么有*和->的操作符重载，我们不能直接进行使用，而是要使用lock()方法转换成shared_ptr，才能进行使用。
shared_ptr<B> p = pa->pb_.lock();
3.unique_ptr
unique_ptr从名字上来看，它持对对象享有独占权利，所以，它不能进行赋值，智能进行移动操作。而当进行移动时，也意味着它的生命周期结束，则将进行销毁。
代码如下：
unique_ptr<int>p1(new int(5));
unique_ptr<int>p2 = p1;
unique_ptr<int>p3 = move(p1);
p3.reset();
p1.reset();
unique_ptr<int>p4(new int(4));
unique_ptr<int>p5(new int(5));
p4.swap(p5);
cout << *p4 << endl;
cout << *p5 << endl;
unique_ptr<int> auto_pointer (new int);
int * manual_pointer;
*auto_pointer=10;
manual_pointer = auto_pointer.release();
cout << "manual_pointer points to " << *manual_pointer << endl;
delete manual_pointer;
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