智能指针的使用和简单实现

Agenda什么是智能指针？

智能指针间的特性区别？

如何去设计智能指针？

什么是智能指针

何物：类的对象

方法：提供 -> 和 * 操作符来模拟一般指针的行为

好处：拥有权（ Owenership ）的管理

提供 -> 和 *template <typename T>class SmartPtr {public: explicit SmartPtr(T* pointee) {this->pointee_ = pointee;}; ~SmartPtr();

SmartPtr& operator =(const SmartPtr& other); T& operator *() const {return *pointee_;}; T* operator ->() const {return pointee_;};

private: T* pointee_;};

class Foo {public: void get();};

SmartPtr<Foo> foo(new Foo);foo->get();(*foo).get();

简单的例子 :Bad Codeint main(int argc, char** argv) {

string* my_name = new string("wuliang");

cout << *my_name << endl;

}

现实代码

string* my_name = new string("wuliang");

if ( 条件一 ){delete my_name; return;}

else if ( 条件 2) {delete my_name; return;}

delete my_name;

如果是智能指针

int main(int argc, char** argv) {

auto_ptr<string> my_name(newstring("wuliang"));

if ( 条件一 ){return;}

else if ( 条件 2) {return;}

}

智能指针提供的一般方法

get ：得到具体的指针地址

* ：间接引用对象

-> ：间接引用对象的成员

= ： auto_ptr 是 relese+copy ， shared_ptr 只是 copy

release: 释放指针

reset: 释放指针并且设置新值

shared_ptr 还定义了其他一些

use_count 返回计数器值

swap 交换两个智能指针中的内容

目前常见的智能指针

std::auto_ptr

boost::shared_ptr 等

loki 中的 SmartPtr

它们之间的区别

std::auto_ptr 销毁式、不能应用于 STL容器和数组

scoped_ptr const std::auto_ptr

scoped_array const std::auto_ptr for array

shared_ptr 引用计数实现多个指针共享对象的所有权

shared_array

weak_ptr

intrusive_ptr ?

为什么需要 weak_ptr （强引用）

class Children {public:

boost::shared_ptr<Parent> his_parent;};boost::shared_ptr<Parent> father(new Parent());boost::shared_ptr<Children> son(new Children());

// memory leak will be happended in herefather->his_children = son;son->his_parent = father;

使用 weak_ptrclass Children {

public:

boost::weak_ptr<Parent> his_parent;

};

如何设计智能指针

Storage Policy

Ownership policy

Conversion policy

Checking policy

Storage Policy深层拷贝

引用计数

引用链接

摧毁式

深层拷贝

引用计数

引用计数

引用计数

引用链接

Conversion policy这段代码可以编译通过吗？

void Fun(Something* p);

...

SmartPtr<Something> sp(new Something);

Fun(something);

由设计者决定

template<typename T>

class SmartPtr {

public:

operator T* () {return pointee_};

};

Checking policy初始化检查：不应该接受 NULL ……

使用前检查：在调用 * 或者 -> 时，至少不应该返回

NULL ……

必要的错误报告

一切都组合起来

#include <cstdlib>#include <iostream>#include <string>

#include <loki/SmartPtr.h>

using namespace std;

typedef Loki::SmartPtr<string, Loki::RefCounted, Loki::DisallowConversion, Loki::AssertCheck, Loki::DefaultSPStorage> SmartPointer;

int main(int argc, char **argv) { SmartPointer myName(new string("Wu Liang")); SmartPointer copiedName = myName; cout << *myName << endl; cout << *copiedName << endl;}

参考资料

C++ 标准程序库的 4.2 章对 std::auto_ptr 的介绍

boost 文档中关于 shared_ptr 等的使用和 API 介绍

C++ 设计新思维的第 7 章中关于对智能指针实现的介绍

Q/A