C++11新特性之智能指针(shared_ptr/unique_ptr/weak_ptr)
shared_ptr基本用法
shared_ptr采用引用计数的方式管理所指向的对象。当有一个新的shared_ptr指向同一个对象时（复制shared_ptr等），引用计数加1。当shared_ptr离开作用域时，引用计数减1。当引用计数为0时，释放所管理的内存。
这样做的好处在于解放了程序员手动释放内存的压力。之前，为了处理程序中的异常情况，往往需要将指针手动封装到类中，通过析构函数来释放动态分配的内存；现在这一过程就可以交给shared_ptr去做了。
一般我们使用make_shared来获得shared_ptr。
cout<<"testshared_ptrbaseusage:"<<endl;
shared_ptr<string>p1=make_shared<string>("");
if(p1&&p1->empty())
*p1="hello";
autop2=make_shared<string>("world");
cout<<*p1<<''<<*p2<<endl;
cout<<"testshared_ptruse_count:"<<endl;
cout<<"p1cnt:"<<p1.use_count()<<"\tp2cnt:"<<p2.use_count()<<endl;
autop3=p2;
cout<<"p1cnt:"<<p1.use_count()<<"\tp2cnt:"<<p2.use_count()<<"\tp3cnt:"<<p3.use_count()<<endl;
p2=p1;
cout<<"p1cnt:"<<p1.use_count()<<"\tp2cnt:"<<p2.use_count()<<"\tp3cnt:"<<p3.use_count()<<endl;
shared_ptr和new
shared_ptr可以使用一个new表达式返回的指针进行初始化。
cout<<"testshared_ptrandnew:"<<endl; shared_ptr<int>p4(newint(1024)); //shared_ptr<int>p5=newint(1024);//wrong,noimplicitconstructor cout<<*p4<<endl;
但是，不能将一个new表达式返回的指针赋值给shared_ptr。
另外，特别需要注意的是，不要混用new和shared_ptr!
voidprocess(shared_ptr<int>ptr)
{
cout<<"inprocessuse_count:"<<ptr.use_count()<<endl;
}
cout<<"don'tmixshared_ptrandnormalpointer:"<<endl;
shared_ptr<int>p5(newint(1024));
process(p5);
intv5=*p5;
cout<<"v5:"<<v5<<endl;
int*p6=newint(1024);
process(shared_ptr<int>(p6));
intv6=*p6;
cout<<"v6:"<<v6<<endl;
上面的程序片段会输出：
inprocessuse_count:2
v5:1024
inprocessuse_count:1
v6:0
可以看到，第二次processp6时，shared_ptr的引用计数为1，当离开process的作用域时，会释放对应的内存，此时p6成为了悬挂指针。
所以，一旦将一个new表达式返回的指针交由shared_ptr管理之后，就不要再通过普通指针访问这块内存！
shared_ptr.reset
shared_ptr可以通过reset方法重置指向另一个对象，此时原对象的引用计数减一。
cout<<"testshared_ptrreset:"<<endl;
cout<<"p1cnt:"<<p1.use_count()<<"\tp2cnt:"<<p2.use_count()<<"\tp3nt:"<<p3.use_count()<<endl;
p1.reset(newstring("cpp11"));
cout<<"p1cnt:"<<p1.use_count()<<"\tp2cnt:"<<p2.use_count()<<"\tp3cnt:"<<p3.use_count()<<endl;
shared_ptrdeleter
可以定制一个deleter函数，用于在shared_ptr释放对象时调用。
voidprint_at_delete(int*p)
{
cout<<"deleting..."<<p<<'\t'<<*p<<endl;
deletep;
}
cout<<"testshared_ptrdeleter:"<<endl;
int*p7=newint(1024);
shared_ptr<int>p8(p7,print_at_delete);
p8=make_shared<int>(1025);
unique_ptr基本用法
unique_ptr对于所指向的对象，正如其名字所示，是独占的。所以，不可以对unique_ptr进行拷贝、赋值等操作，但是可以通过release函数在unique_ptr之间转移控制权。
cout<<"testunique_ptrbaseusage:"<<endl; unique_ptr<int>up1(newint(1024)); cout<<"up1:"<<*up1<<endl; unique_ptr<int>up2(up1.release()); cout<<"up2:"<<*up2<<endl; //unique_ptr<int>up3(up1);//wrong,unique_ptrcannotcopy //up2=up1;//wrong,unique_ptrcannotcopy unique_ptr<int>up4(newint(1025)); up4.reset(up2.release()); cout<<"up4:"<<*up4<<endl;
unique_ptr作为参数和返回值
上述对于拷贝的限制，有两个特殊情况，即unique_ptr可以作为函数的返回值和参数使用，这时虽然也有隐含的拷贝存在，但是并非不可行的。
unique_ptr<int>clone(intp)
{
returnunique_ptr<int>(newint(p));
}
voidprocess_unique_ptr(unique_ptr<int>up)
{
cout<<"processuniqueptr:"<<*up<<endl;
}
cout<<"testunique_ptrparameterandreturnvalue:"<<endl;
autoup5=clone(1024);
cout<<"up5:"<<*up5<<endl;
process_unique_ptr(move(up5));
//cout<<"up5afterprocess:"<<*up5<<endl;//wouldcausesegmentfault
这里的std::move函数，以后再单独具体细说^_^
unique_ptrdeleter
unique_ptr同样可以设置deleter，和shared_ptr不同的是，它需要在模板参数中指定deleter的类型。好在我们有decltype这个利器，不然写起来好麻烦。
cout<<"testunique_ptrdeleter:"<<endl; int*p9=newint(1024); unique_ptr<int,decltype(print_at_delete)*>up6(p9,print_at_delete); unique_ptr<int>up7(newint(1025)); up6.reset(up7.release());
weak_ptr
weak_ptr一般和shared_ptr配合使用。它可以指向shared_ptr所指向的对象，但是却不增加对象的引用计数。这样就有可能出现weak_ptr所指向的对象实际上已经被释放了的情况。因此，weak_ptr有一个lock函数，尝试取回一个指向对象的shared_ptr。
cout<<"testweak_ptrbasicusage:"<<endl; autop10=make_shared<int>(1024); weak_ptr<int>wp1(p10); cout<<"p10use_count:"<<p10.use_count()<<endl; //p10.reset(newint(1025));//thiswillcausewp1.lock()returnafalseobj shared_ptr<int>p11=wp1.lock(); if(p11)cout<<"wp1:"<<*p11<<"usecount:"<<p11.use_count()<<endl;
总结
shared_ptr采用引用计数的方式管理所指向的对象。
shared_ptr可以使用一个new表达式返回的指针进行初始化；但是，不能将一个new表达式返回的指针赋值给shared_ptr。
一旦将一个new表达式返回的指针交由shared_ptr管理之后，就不要再通过普通指针访问这块内存。
shared_ptr可以通过reset方法重置指向另一个对象，此时原对象的引用计数减一。
可以定制一个deleter函数，用于在shared_ptr释放对象时调用。
unique_ptr对于所指向的对象，是独占的。
不可以对unique_ptr进行拷贝、赋值等操作，但是可以通过release函数在unique_ptr之间转移控制权。
unique_ptr可以作为函数的返回值和参数使用。
unique_ptr同样可以设置deleter，需要在模板参数中指定deleter的类型。
weak_ptr一般和shared_ptr配合使用。它可以指向shared_ptr所指向的对象，但是却不增加对象的引用计数。
weak_ptr有一个lock函数，尝试取回一个指向对象的shared_ptr。
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