C++中智能指標的工作原理和簡單實現

    智能指標：它的一種通用實現方法是採用引用計數的方法。智能指標將一個計數器與類指向的對象相關聯，引用計數跟蹤共有多少個類對象共用同一指標。

    每次建立類的新對象時，初始化指標並將引用計數置為1；    當對象作為另一對象的副本而建立時，拷貝建構函式拷貝指標並增加與之相應的引用計數；    對一個對象進行賦值時，賦值操作符減少左運算元所指對象的引用計數（如果引用計數為減至0，則刪除對象），並增加右運算元所指對象的引用計數；這是因此左側的指標指向了右側指標所指向的對象，因此右指標所指向的對象的引用計數+1；    調用解構函式時，建構函式減少引用計數（如果引用計數減至0，則刪除基礎對象）。    實現智能指標有兩種經典策略：一是引入輔助類，二是使用控制代碼類。這裡主要講一下引入輔助類的方法，看下面的例子：

class Point                                       //基礎對象類，要做一個對Point類的智能指標{public:    Point(int xVal = 0, int yVal = 0):x(xVal),y(yVal) { }    int getX() const { return x; }    int getY() const { return y; }    void setX(int xVal) { x = xVal; }    void setY(int yVal) { y = yVal; }private:    int x,y;};class RefPtr                                  //輔助類{//該類成員存取權限全部為private，因為不想讓使用者直接使用該類 friend class SmartPtr;      //定義智能指標類為友元，因為智能指標類需要直接操縱輔助類 RefPtr(Point *ptr):p(ptr), count(1) { } ~RefPtr() { delete p; }  int count;                                                     //引用計數 Point *p;                                                      //基礎對象指標}; class SmartPtr                                             //智能指標類{public: SmartPtr(Point *ptr):rp(new RefPtr(ptr)) { }                                 //建構函式 SmartPtr(const SmartPtr &sp):rp(sp.rp) { ++rp->count; }            //複製建構函式 SmartPtr& operator=(const SmartPtr& rhs) {                              //重載賦值操作符  ++rhs.rp->count;                                                         //首先將右運算元引用計數加1，  if(--rp->count == 0)                                                                     //然後將引用計數減1，可以應對自賦值   delete rp;  rp = rhs.rp;  return *this; } ~SmartPtr() {                                            //解構函式  if(--rp->count == 0)                                  //當引用計數減為0時，刪除輔助類對象指標，從而刪除基礎對象   delete rp; } private: RefPtr *rp;                                                //輔助類對象指標}; int main(){ Point *p1 = new Point(10, 8); SmartPtr sp1(p1);    //此時sp1.rp->count = 1 SmartPtr sp2(sp1);    //首先將sp1.rp->count賦給sp2.rp->count,之後sp2.rp->count++,這時sp1,sp2的rp是同一個對象 Point *p2 = new Point(5, 5); SmartPtr sp3(p2); sp3 = sp1;  return 0;}

　　

 使用該方式的記憶體結構圖如下：