标签：shared_ptr auto_ptr scoped_ptr weak_ptr 仿函数
什么叫RAII(Resource Acquisition Is Initialization)？
RAII指的就是资源分配即初始化，它的作用就是定义一个类来封装资源的分配和释放，在构造函数完成资源的分配和初始化，在析构函数完成资源的清理，可以保证资源的正确初始化和释放。它是一种技术。
为什么要使用RAII？
在堆上分配空间时，我们必须很仔细的申请并给出相应的释放语句，但是随着程序的复杂度增大，判断、循环、递归这样的语句会让程序走向不确定，很有可能出现申请了没释放，申请了多次释放。所以我们定义了一个类来封装资源的分配和释放。
那么什么叫智能指针呢？
智能指针是利用了RAII（资源获取即初始化）的技术对普通的指针进行封装，这使得智能指针实质是一个对象，行为表现的却像一个指针。
智能指针的分类：
1、AutoPtr (在函数库中都是小写加下划线，比如AutoPtr 函数库中为auto_ptr)
template <typename T>
class AutoPtr
{
public:
AutoPtr(T* ptr=NULL):_ptr(ptr){}
AutoPtr(AutoPtr<T>& t)
{
_ptr=t._ptr;
t._ptr=NULL;
}
AutoPtr<T>& operator=(AutoPtr<T>& t)
{
if(_ptr!=t._ptr)
{
if(_ptr){ delete _ptr; }
_ptr=t._ptr;
t._ptr=NULL;
}
return *this;
}
T& operator*(){ return *_ptr;}
T* operator->(){return _ptr;}
~AutoPtr(){ if(_ptr) { delete _ptr; } }
private:
T* _ptr;
};AutoPtr可以new出空间后，不必delete，出了作用域后会自动释放。
表面上这看似完美，可现实并不是这样。它无法像指针那样同一块空间被多个指针指向，它只能有一个指针指向一块空间，当发生拷贝构造或者赋值运算符重载时，它会释放原先的指针。
2、ScopedPtr
ScopedPtr实际上就是把AutoPtr的拷贝构造和赋值运算符的重载写成私有的，不让用户访问，这样就不会出现同一块空间被多个指针指向，但是这毕竟是治标不治本。
3、SharedPtr
template <class T>
class SharedPtr
{
public:
SharedPtr(T* ptr=NULL)
:_ptr(ptr)
,_pcount(new int(1))
{}
SharedPtr( SharedPtr<T>& t)
{
_ptr=t._ptr;
_pcount=t._pcount;
(*_pcount)++;
}
SharedPtr<T>& operator=(SharedPtr<T>& t)
{
if(_ptr!=t._ptr)
{
if(--(*_pcount)==0)
{
delete _ptr;
delete _pcount;
}
_ptr=t._ptr;
_pcount=t._pcount;
++(*p_count);
}
return *this;
}
T& operator*(){ return *_ptr; }
T* operator->(){ return _ptr; }
~SharedPtr()
{
if(--(*_pcount)==0)
{
delete _ptr;
delete _pcount;
}
}
private:
T* _ptr;
int* _pcount;
};为什么_pcount的类型是int*类型？
如果_pcount是int类型的，那么构造函数、拷贝构造函数和赋值运算符重载的代码应为:
SharedPtr(T* ptr = NULL):_ptr(ptr), _pcount(1){}
SharedPtr(SharedPtr<T>& t)
{
_ptr = t._ptr;
_pcount = t._pcount;
(_pcount)++;
}
SharedPtr<T>& operator=(SharedPtr<T>& t)
{
if (_ptr != t._ptr)
{
if (--(_pcount) == 0)
{
delete _ptr;
}
_ptr = t._ptr;
_pcount = t._pcount;
++(_pcount);
}
return *this;
}SharedPtr<int> s = new int(1); //引用计数为1 SharedPtr<int> s1(s); //引用计数为2（s的引用计数仍为1） SharedPtr<int> s2=new int (2); s=s2; cout<<*s1<<endl; //正确输出为1，可是输出的却是一个随机值，因为s的引用计数始终为1，当运行到s=s3时，s在堆上分配的空间已经被释放了，所以s1指向的是被释放后的空间。
int类型有几个指针就会在栈上开辟几个_pcount。而int*类型时，只在堆上开辟1块空间来保存*_pcount的值，拷贝构造和赋值时都用的_pcount的地址取值后进行加减。
那为什么不用static int类型的呢？
看下面的例子:
SharedPtr<int> s1 = new int(1); SharedPtr<int> s2(s1); SharedPtr<int> s3 = new int(1); SharedPtr<int> s4(s3);
那么此时的引用计数变为了4，应为_pcount现在是所有对象共享的，定义一个对象就会+1，而我们的本意是让s1和s2共享一个_pcount，s3和s4共享一个_pcount。而int*可以做到这一点，当构造s1时申请一块空间实现引用计数，构造s2时引用计数+1。构造s3时再申请一块空间实现引用计数，构造s4时引用计数+1;
SharedPtr实现了引用计数，它支持复制，复制一个SharedPtr的本质是对这个智能指针的引用次数加1，而当这个智能指针的引用次数降低到0的时候，该对象自动被析构。
这样的SharedPtr依然存在着问题。
①如果shared_ptr引用关系中出现一个环，那么环上所述对象的引用次数都肯定不可能减为0，那么也就不会被删除。
struct ListNode
{
int _value;
SharedPtr<ListNode> _next;
SharedPtr<ListNode> _prev;
ListNode(int x):_value(x),_next(NULL),_prev(NULL){}
};
void Test()
{
SharedPtr<Node> cur(new Node(1));
SharedPtr<Node> next(new Node(2));
cur -> _next = next;
next -> _prev = cur;
}上述例子中的对象引用计数不会减为0，所以不会调用析构，会造成内存泄漏。
实际上，在库函数中shared_ptr内部实现的时候维护的就不是一个引用计数，而是两个引用计数，一个表示strong reference，也就是用shared_ptr进行复制的时候进行的计数，一个是weak reference，也就是用weak_ptr进行复制的时候的计数。weak_ptr本身并不会增加strong reference的值，而strong reference降低到0，对象被自动析构，weak_ptr辅助了shared_ptr而没有增加引用计数。因此在一个环上只要把原来的某一个shared_ptr改成weak_ptr，实质上这个环就可以被打破了。
②模拟实现的SharedPtr只能用于new空间，并不能打开文件，这个时候可以用仿函数来解决这个问题。
template <class T>
struct FClose
{
void operator () (T* ptr) //重载()运算符，进行文件指针的释放。
{
fclose(ptr);
}
};
template <class T>
struct Delete
{
public :
void operator () (T* ptr) //重载（）运算符，进行堆上空间的释放
{
delete ptr;
}
};
template <class T,class DEL=Delete<T>> //多传一个参数，默认为Delete<T>,即默认它是在堆上new出空间，需要用delete释放
class SharedPtr
{
public:
SharedPtr(T* ptr=NULL)
:_ptr(ptr)
,_pcount(new int(1))
{}
SharedPtr( SharedPtr<T>& t)
{
_ptr=t._ptr;
_pcount=t._pcount;
(*_pcount)++;
}
SharedPtr<T>& operator=(SharedPtr<T>& t)
{
if(_ptr!=t._ptr)
{
if(--(*_pcount)==0)
{
delete _ptr;
delete _pcount;
}
_ptr=t._ptr;
_pcount=t._pcount;
++(*p_count);
}
return *this;
}
T& operator*(){ return *_ptr; }
T* operator->(){ return _ptr; }
~SharedPtr()
{
if(--(*_pcount)==0)
{
DEL()(_ptr); //释放空间时，用DEL类型生成匿名对象调用()函数
delete _pcount;
}
}
private:
T* _ptr;
int* _pcount;
};当需要给文件指针定义时，只用多传一个参数就可以达到效果。
SharedPtr<FILE, FClose<FILE>> b= fopen("test.txt", "w");这样在析构时，就会调用FClose<FILE>()生成匿名对象，FClose<FILE>()(_ptr)然后调用FClose的()运算符重载函数。
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