一步一步寫STL:定製stl::auto_ptr

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          歡迎來到記憶體這塊雷區，在對記憶體 Clerk進一步討論之前我覺得有必要先討論一下STL中的auto_ptr，我也加了很多STL的討論社區以及很多群，長久以來發現了一個很大的問題，太多的人反映出不敢用auto_ptr，原因是好多好多未定義行為，用到最後自己都摸不著頭腦了，其實如果來分析一下他的來龍去脈，也不是那麼難！為此我採取分析STL的auto_ptr和boost裡面的shared_ptr兩種不同風格的智能指標，希望更具全面性！（註：在0X標準中auto_ptr已經取消了，被更進階的指標替代，不過這裡還是討論一下）

 

在我另一篇文章中對auto_ptr有一些基本的介紹auto_ptr簡介 對於怎麼用智能指標 不屬於本文範疇  看過那篇文章對於auto_ptr也應該瞭解了！

這裡多說一些，在我們的程式中經常出現

ClassA *ptr=new ClassA;

```````````````````中間步驟`````````

Delete ptr;

這樣的風格，中間步驟發生異常或者是忘記加delete，或者是delete之後忘記置0 ，造成記憶體泄露和使用錯誤，針對這個問題如何解決，在C++ primer上面為我們提供了了兩種解決方案，

1：設定擁有權的轉移

2：使用引用計數的方式

我記得大一的時候看到這兩點，完全看不懂是什麼意思，呵呵，現在終於可以一笑置之了！

所以針對這個兩個解決方案，出現了兩種風格的智能指標，STL中的auto_ptr屬於擁有權轉移指標，boost中的shared_ptr屬於引用計數型（boost裡面的智能指標有6個，這裡只是其中一個)

針對auto_ptr:

對於設定擁有許可權轉移的指標，我們需要做的就是在複製和賦值的時候重新導向指標，使得他們不會出現多個指標指向同一個對象，出現指標懸空的現象，在C++ primer 591頁有一個針對auto_ptr的表格，列出了所有成員函數以及相應的說明，其實我覺得就算不懂STL源碼，在C++ primer看到591頁的情況下，寫出這個類比的auto_ptr不是什麼難事，先看我的源碼 ：

template<typename Ty>class Auto_ptr{private:Ty *ap;public:explicit Auto_ptr (Ty * ptr = 0)throw():ap(ptr){//建構函式，指定explicit不能隱式使用}Auto_ptr (Auto_ptr &r)throw():ap( r.release() ){ //複製構造，注意看參數}template<typename _other>Auto_ptr (Auto_ptr<_other> &other )throw():ap (other.release() ){//重載的模版複製函數，作用稍後細說}Auto_ptr& operator= (Auto_ptr &other)throw(){//賦值操作符，同樣轉移了擁有權reset( other.release() );return *this;}template<typename Y>Auto_ptr& operator= (Auto_ptr<Y> &other)throw(){//重載，同複製建構函式reset( other.release() );return *this;}//重設函數，帶預設參數void reset( Ty* ptr = 0 )throw(){if( ptr != ap ){delete ap;ap = ptr;}}//該函數釋放掉自己的對象，並返回Ty* release ()throw(){Ty* temp( ap );ap = 0;return temp;}//這個介面標準裡面沒有，是我自己加的,我覺得有必要轉型operator bool()throw(){return ap;}~Auto_ptr()throw(){//解構函式delete ap;}Ty* get() const throw(){return ap;}Ty& operator* ()throw(){return *ap;}Ty* operator-> ()throw(){return ap;}};

 

代碼不多，也很好懂，這裡我特別說明一下幾點：

1：建構函式一定要加explicit關鍵字，因為auto_ptr只能顯式的構造（參見auto_ptr標準）

2：複製建構函式的參數千萬不能加const,因為加了const就成了鎖定指標了，擁有權再也轉移不出去了，何談複製(同賦值操作符)

3：為什麼要重載一個模版函數，難道指標之間可以互相複製或賦值嗎？其實我們這裡這樣寫主要是為了基類和衍生類別的轉換，這樣可以不影響多態性的發揮！

4：接下來的幾個函數見名知意，很簡單，而且我們的Auto_ptr沒有++ --操作符，這個根據需要自己定製，當標準的智能指標不滿足我們需要可以自己隨便改啊（只要你喜歡）

5：這點很重要，現在這個類還不完整，沒有const的功能，即鎖定擁有權不轉移的功能，為此參考了Greg Colvin的一份執行個體，他的做法有點進階過頭了

template <typename T>struct ref_auto_ptr{T* p;ref_auto_ptr(T *r = 0)throw():p(r){//僅只有成員和構造}}

首先在我們的類之前添加這麼一個類 然後在Auto_ptr中添加以下成員函數：

Auto_ptr(ref_auto_ptr<Ty> &rh)throw():ap(rh.p){}Auto_ptr& operator =(ref_auto_ptr<Ty> &rh)throw(){reset(rh.p);return *this;}template<typename T>operator ref_auto_ptr<T> ()throw(){return ref_auto_ptr( release() );}template<typename T>operator Auto_ptr<T> ()throw(){return Auto_ptr<T>( release() );}

說實話我還不是很明白這個轉型代碼，就算明白點也感覺說不出來，他把右值轉化為左值，這樣子非const的可以轉化，但是const就不能轉化，這個怎麼解釋清楚點，希望留言指點！

到現在我們基本的Auto_ptr功能完備實現了,測試一下：

#include "auto_ptr.h"int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){Auto_ptr<int> ptr( new int(1024) );Auto_ptr<int> ptr2;ptr2 = ptr;cout<< *ptr2 <<" "<<endl;     //正常轉移 輸出結果1024const Auto_ptr<int> ptr3( new int(1024) );Auto_ptr<int> ptr4;ptr4 = ptr3;                //編譯期錯誤“沒有找到接受“const Auto_ptr<Ty>”類型的右運算元的運算子(或沒有可接受的轉換)”system("pause");return 0;}

下一節 :定製智能指標 shared_ptr

求助：希望懂的人給我解釋下，上面那個const轉型是如何把右值轉成了左值，謝謝！