智能指针(smart pointer)(1):auto_ptr

　　智能指针解决了资源生存期管理的问题(尤其是动态分配的对象)。智能指针有各种不同的风格。多数都有一种共同的关键特性：自动资源管理。这种特性可能以不同的方式出现：如动态分配对象的生存期控制，和获取及释放资源 (文件, 网络连接)。这里主要讨论第一种情况，它们保存指向动态分配对象的指针，并在正确的时候删除这些对象。

　　何时我们需要智能指针？
　　有三种典型的情况适合使用智能指针：
　　? 资源所有权的共享
　　? 要写异常安全的代码时
　　? 避免常见的错误，如资源泄漏
　　共享所有权，当多个对象需要同时使用第三个对象的情况。这第三个对象应该如何(或者说何时)被释放？为了确保释放的时机是正确的，每个使用这个共享资源的对象必须互相知道对方，才能准确掌握资源的释放时间。从设计或维护的观点来看，这种耦合是不可行的。更好的方法是让这些资源所有者将资源的生存期管理责任委派给一个智能指针。当没有共享者存在时，智能指针就可以安全地释放这个资源了。
　　异常安全，简单地说就是在异常抛出时没有资源泄漏并保证程序状态的一致性。如果一个对象是动态分配的，当异常抛出时它不会被删除。由于栈展开以及指针离开作用域，资源可以会泄漏直至程序结束(即使是程序结束时的资源回收也不是语言所保证的)。不仅可能程序会由于内存泄漏而耗尽资源，程序的状态也可能变得混乱。智能指针可以自动地为你释放这些资源，即使是在异常发生的情况下。
　　避免常见的错误。比如忘记调用delete，好吧，这个就不用多说了。

　　让我们先来看std::auto_ptr
　　template class auto_ptr;
　　Automatic Pointer [deprecated]
　　Note: This class template is deprecated as of C++11. unique_ptr is a new facility with a similar functionality, but with improved security (no fake copy assignments), added features (deleters) and support for arrays. See unique_ptr for additional information.
　　This class template provides a limited garbage collection facility for pointers, by allowing pointers to have the elements they point to automatically destroyed when the auto_ptr object is itself destroyed.
　　 auto_ptr objects have the peculiarity of taking ownership of the pointers assigned to them: An auto_ptr object that has ownership over one element is in charge of destroying the element it points to and to deallocate the memory allocated to it when itself is destroyed. The destructor does this by calling operator delete automatically.
　　 Therefore, no two auto_ptr objects should own the same element, since both would try to destruct them at some point. When an assignment operation takes place between two auto_ptr objects, ownership is transferred, which means that the object losing ownership is set to no longer point to the element (it is set to the null pointer).

　　一个auto_ptr的简单实现：

template <class X> class auto_ptr {
private:
  X* ptr;
  mutable bool owns;
public:
  typedef X element_type;
  explicit auto_ptr(X* p = 0) __STL_NOTHROW : ptr(p), owns(p) {}
  auto_ptr(const auto_ptr& a) __STL_NOTHROW : ptr(a.ptr), owns(a.owns) {
    a.owns = 0;
  }
  template <class T> auto_ptr(const auto_ptr<T>& a) __STL_NOTHROW
    : ptr(a.ptr), owns(a.owns) {
      a.owns = 0;
  }

  auto_ptr& operator=(const auto_ptr& a) __STL_NOTHROW {
    if (&a != this) {
      if (owns)
        delete ptr;
      owns = a.owns;
      ptr = a.ptr;
      a.owns = 0;
    }
  }
  template <class T> auto_ptr& operator=(const auto_ptr<T>& a) __STL_NOTHROW {
    if (&a != this) {
      if (owns)
        delete ptr;
      owns = a.owns;
      ptr = a.ptr;
      a.owns = 0;
    }
  }
  ~auto_ptr() {
    if (owns)
      delete ptr;
  }
};

　　其析构时，会自动调用delete, that’s it.
　　
　　来看个例子：

// auto_ptr::operator= example
include <iostream>
include <memory>

int main () {
  std::auto_ptr<int> p;
  std::auto_ptr<int> p2;

  p = std::auto_ptr<int> (new int);

  *p = 11;

  p2 = p;

  std::cout << "p2 points to " << *p2 << ‘\n‘;
  // (p is now null-pointer auto_ptr)

  return 0;
}
//Output:p2 points to 11 

　　auto_ptr实现关键点：
　　1. 利用特点“栈上对象在离开作用范围时会自动析构”。
　　2. 对于动态分配的内存，其作用范围是程序员手动控制的，这给程序员带来了方便但也不可避免疏忽造成的内存泄漏，毕竟只有编译器是最可靠的。
　　3. auto_ptr通过在栈上构建一个对象a，对象a中wrap了动态分配内存的指针p，所有对指针p的操作都转为对对象a的操作。而在a的析构函数中会自动释放p的空间，而该析构函数是编译器自动调用的，无需程序员操心