Boost智能指標——shared_ptr

boost::scoped_ptr雖然簡單易用，但它不能共用所有權的特性卻大大限制了其使用範圍，而boost::shared_ptr可以解決這一局限。顧名思義，boost::shared_ptr是可以共用所有權的智能指標，首先讓我們通過一個例子看看它的基本用法：

#include <string>
#include <iostream>
#include <boost/shared_ptr.hpp>

class implementation
{
public:
    ~implementation() { std::cout <<"destroying implementation\n"; }
    void do_something() { std::cout << "did something\n"; }
};

void test()
{
    boost::shared_ptr<implementation> sp1(new implementation());
    std::cout<<"The Sample now has "<<sp1.use_count()<<" references\n";

    boost::shared_ptr<implementation> sp2 = sp1;
    std::cout<<"The Sample now has "<<sp2.use_count()<<" references\n";
    
    sp1.reset();
    std::cout<<"After Reset sp1. The Sample now has "<<sp2.use_count()<<" references\n";

    sp2.reset();
    std::cout<<"After Reset sp2.\n";
}

void main()
{
    test();
}

該程式的輸出結果如下：

The Sample now has 1 references
The Sample now has 2 references
After Reset sp1. The Sample now has 1 references
destroying implementation
After Reset sp2.

可以看到，boost::shared_ptr指標sp1和sp2同時擁有了implementation對象的存取權限，且當sp1和sp2都釋放對該對象的所有權時，其所管理的的對象的記憶體才被自動釋放。在共用對象的存取權限同時，也實現了其記憶體的自動管理。

boost::shared_ptr的記憶體管理機制：

boost::shared_ptr的管理機制其實並不複雜，就是對所管理的對象進行了引用計數，當新增一個boost::shared_ptr對該對象進行管理時，就將該對象的引用計數加一；減少一個boost::shared_ptr對該對象進行管理時，就將該對象的引用計數減一，如果該對象的引用計數為0的時候，說明沒有任何指標對其管理，才調用delete釋放其所佔的記憶體。

上面的那個例子可以的圖示如下：

1. sp1對implementation對象進行管理，其引用計數為1
2. 增加sp2對implementation對象進行管理，其引用計數增加為2
3. sp1釋放對implementation對象進行管理，其引用計數變為1
4. sp2釋放對implementation對象進行管理，其引用計數變為0，該對象被自動刪除

boost::shared_ptr的特點：

和前面介紹的boost::scoped_ptr相比，boost::shared_ptr可以共用對象的所有權，因此其使用範圍基本上沒有什麼限制（還是有一些需要遵循的使用規則，下文中介紹），自然也可以使用在stl的容器中。另外它還是安全執行緒的，這點在多線程程式中也非常重要。

boost::shared_ptr的使用規則：

boost::shared_ptr並不是絕對安全，下面幾條規則能使我們更加安全的使用boost::shared_ptr：

1. 避免對shared_ptr所管理的對象的直接記憶體管理操作，以免造成該對象的重釋放
2. shared_ptr並不能對循環參考的對象記憶體自動管理（這點是其它各種引用計數管理記憶體方式的通病）。
3. 不要構造一個臨時的shared_ptr作為函數的參數。
   如下列代碼則可能導致記憶體流失：
   void test()
   {
       foo(boost::shared_ptr<implementation>(new    implementation()),g());
   }
   正確的用法為：
   void test()
   {
       boost::shared_ptr<implementation> sp    (new implementation());
       foo(sp,g());
   }