C++11中的智能指標

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在C++11中，引入了智能指標。主要有：unique_ptr, shared_ptr, weak_ptr。
這3種指標組件就是採用了boost裡的智能指標方案。很多有用過boost智能指標的朋友，很容易地就能發現它們之間的關間：

std	boost	功能說明
unique_ptr	scoped_ptr	獨佔指標對象，並保證指標所指對象生命週期與其一致
shared_ptr	shared_ptr	可共用指標對象，可以賦值給shared_ptr或weak_ptr。 指標所指對象在所有的相關聯的shared_ptr生命週期結束時結束，是強引用。
weak_ptr	weak_ptr	它不能決定所指對象的生命週期，引用所指對象時，需要lock()成shared_ptr才能使用。

C++11將boost裡的這一套納入了標準。

如下為範例程式碼：

//檔案 test-1.cpp#include <memory>#include <iostream>using namespace std;int main(){    unique_ptr<int> up1(new int(11));    unique_ptr<int> up2 = up1;   //! 編譯時間會出錯 [1]    cout << *up1 << endl;    unique_ptr<int> up3 = move(up1);  //! [2]    cout << *up3 << endl;    if (up1)        cout << *up1 << endl;    up3.reset();  //! [3]    up1.reset();    shared_ptr<string> sp1(make_shared<string>("Hello"));    shared_ptr<string> sp2 = sp1;    cout << "*sp1:" << *sp1 << endl;    cout << "*sp2:" << *sp2 << endl;    sp1.reset();    cout << "*sp2:" << *sp2 << endl;    weak_ptr<string> wp = sp2; //! [4]    cout << "*wp.lock():" << *wp.lock() << endl;    sp2.reset();    cout << "*wp.lock():" << *wp.lock() << endl;  //! 運行時會出錯    return 0;}//編譯命令： g++ -std=c++11 test-1.cpp

[1]: unique_ptr 是禁止複製賦值的，始終保持一個 unique_ptr 管理一個對象。
[2]: unique_ptr 雖然不能賦值，但可以通過 move() 函數轉移對象的所有權。一旦被 move() 了，原來的 up1 則不再有效了。
[3]: reset() 可以讓 unique_ptr 提前釋放指標。
[4]: 由 shared_ptr 構造一個 weak_ptr。

shared_ptr 與 weak_ptr

如下面的樣本：

shared_ptr<string> s1(new string);shared_ptr<string> s2 = s1;weak_ptr<string> w1 = s2;

在記憶體中：

s1, s2, w1 都指向一個 ptr_manage 的對象。
在該對象中有 shared_ref_count 與 weak_ref_count 兩個域分別記錄引用它的 shared_ptr 與 weak_ptr 的個數。這個很容易辦到，只要在複製構造與賦值函數中對相當地引用值進行加1，在析構中減1即可。ptr_manage 中的 ptr 域存放真正的對象指標地址。

當 shared_ref_cnt 被減為0時，自動釋放 ptr 指標所指向的對象。當 shared_ref_cnt 與 weak_ref_cnt 都變成0時，才釋放 ptr_manage 對象。
如此以來，只要有相關聯的 shared_ptr 存在，對象就存在。weak_ptr 不影響對象的生命週期。當用 weak_ptr 訪問對象時，對象有可能已被釋放了，要先 lock()。

當執行：

s1.reset()

此時：

shared_ref_cnt 由2減成了1。

再執行：

s2.reset()

此時：

shared_ref_cnt 已被減到0了，ptr 所對應的object已被釋放，ptr 被清0。此時，ptr_manage 依舊保留。因為 w1 還需要引用它。

在最後，w1 也析構了的時候：

ptr_manage 中的 weak_ref_cnt 被減成0，最後連 ptr_manage 都釋放了。

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