智能指针c++11（C++｜深入理解智能指针）
本文目录
- C++｜深入理解智能指针
- c++智能指针有哪些
- 为什么 C++ 11 标准不加入 GC 功能
- c++11智能指针(一) shared_ptr
- C++智能指针的几种用法
- c++智能指针有哪几种
- c++11智能指针对性能影响大吗
- C++ 智能指针在什么时候使用
- c++的c++11标准
- C++11中类自己释放shared_ptr类型成员吗
C++｜深入理解智能指针
It’s often the case that you’ll need something that behaves like a pointer, but a built-in pointer type just doesn’t do the job. In those cases, a C++ programmer will use a “**art pointer. ”
我们经常遇到这样的情形：需要某种类似指针的东西，但内建的指针又做不了我们想要做的事情。在这些情形下，C++程序员可以使用一个“智能指针” 。
A **art pointer is a class type that is tricked up to look and act like a pointer but that provides additional capability beyond that provided by a built-in pointer. Generally, a **art pointer uses the capabilities provided by a class’s c***tructors, destructor, and copy operati*** to control access to or keep track of what it points to in a way that a built-in pointer cannot.
智能指针是一个类类型，它乔装打扮成一个指针，但额外提供了内建指针所无法提供的能力。通常而言，一个智能指针通过使用类的构造函数、析构函数和复制操作符所提供的能力，来控制（或跟踪）对它所指向的东西的访问，而内建指针在这方面则无能为力。所有智能指针都重载 -》 和＊ 操作符，从而可以采用标准指针语法来使用它们（一些罕见的智能指针甚至还重载了-》＊ 操作符)。
All **art pointers overload the -》 and * operators so that they can be used with standard pointer syntax. (Some rare specimens even go so far as to overload the -》* operator; ) Other **art pointers (in particular, **art pointers used as STL iterators) overload other pointer operators, like ++, --, +, -, +=, -=, and . Smart pointers are often implemented as class templates so that they may refer to different types of objects. Here’s a very ****** **art pointer template that performs a check that it’s not null before use:
另有一些智能指针（尤其是用作STL迭代器的指针）还重载了其他一些指针操作符，包括++、--、 、－、+=、-=以及等。智能指针通常采用类模板来实现，从而使它们可以指向不同类型的对象。下面是一个非常简单的智能指针模板，它执行一个检查， 确保在被使用之前不为空：
Use of a **art pointer should be straightforward, mimicking the use of a built-in pointer:
智能指针的用法非常简单，酷似内建指针的用法：
The key to this facede is the overloaded operator -》. The -》 operator must be overloaded as a member and has a rather unusual property in that it is not “c***umed” when it is called. In other words, when we write s-》draw(), the compiler recognizes that s is not a pointer but a class object with an overloaded operator -》 (that is, that s is a **art pointer). This results in a call to the member overloaded operator, which returns (in this case) a Shape * built-in pointer. This pointer is then used to call Shape’s draw function. If you write this out longhand, you’ll get the following challenging expression: (s. operator -》())-》draw(), which contains two uses of the -》 operator, one overloaded, one built in.
在这个用法外表之下的关键点在于重载的operator-》, 此操作符必须被重载为一个成员函数，并且具有一个非同寻常的性质，即当它被调用时，它并不被消耗掉(c***umed)，换句话说， 当我们写s-》draw()时， 编译器识别出s不是一个指针， 而是一个重载了operator-》的类对象（即s是一个智能指针）。这将导致对成员重载的操作符的调用，本例中返回一个Shape*内建指针。然后该指针被用于调用Shape的draw函数。如果采用普通写法来编写代码，将会得到如下具有挑战性的表达式(s.operator-》())-》draw(), 其中包含了两个-》操作符，一个是重载的版本，另一个是内建的版本。
Smart pointers also typically overload operator * as well as operator -》 so that they may be used to refer to nonclass types.
除了重载operator-》外，智能指针通常还重载operator *, 从而可以用它们指向不是类的类型，如下所示：
Smart pointers are used pervasively in C++ programming, from resource handles to STL iterators, to reference counting pointers, to wrappers around pointers to member functi***, and on and on.
智能指针在C++编程中广泛使用，从资源句柄到STL迭代器，再到引用计数指针，再到围绕成员函数的指针的包装器，等等。
ref
《C++ COMMON KNOWLEDGE: ESSENTIAL INTERMEDIATE PROGRAMMING》
c++智能指针有哪些
在C++编程中，智能指针绝对是很强大的用法，boost库里把这些指针用的出神入化，它可以简化程序员写代码的复杂度，不用去考虑代码分支路径导致的遗漏delete语法，也无须担心冗余delete导致的double ****问题。但是，便利性也要求程序猿熟悉各种指针的用法，避免误用，反而带来其他问题。下面简要列下常用的智能指针，及其用法：
1.scoped_ptr：这是最常用的智能指针，当你new一块内存后，把内存地址交给scoped_ptr管理，这样就不用显式调用delete了，当离开作用于后，该内存会被自动释放，如
int* p = new int;
scoped_ptr《int》 scoped_int_ptr(p);
注意：无须再delete p;这样会double ****。另外一个重要的点是：scoped_ptr不允许传递指针，即他的拷贝构造和赋值函数都是private的，不允许调用，所以你不能写如下代码
scoped_ptr《int》 scoped_int_ptr2 = scoped_int_ptr; // 不允许
2.auto_ptr：它和scoped_ptr用法基本是一致的，但是它允许指针传递，拷贝构造和赋值函数允许调用，故名思意，当发生赋值时，原对象的指针会转移给新对象，这时原对象的指针就为NULL了，不能再调用。所以，对指针要把握好，使用应谨慎。
3.shared_ptr：scoped_ptr一样包装了new操作符在堆上分配的动态对象，但它实现的是引用计数型的智能指针 ，可以被自由地拷贝和赋值，在任意的地方共享它，当没有代码使用（引用计数为0）它时才删除被包装的动态分配的对象。但是，shared_ptr注意不要有循环引用，否则会出现内存泄漏。例如：A和B对象互相引用，它们的引用计数都是1，当出了作用域之后，二者不能自动释放，出现了内存泄漏。
4.weak_ptr：是一种智能指针，它对被 std::shared_ptr 管理的对象存在非拥有性（“弱”）引用。在访问所引用的对象前必须先转换为 std::shared_ptr。
std::weak_ptr 用来表达临时所有权的概念：当某个对象只有存在时才需要被访问，而且随时可能被他人删除时，可以使用std::weak_ptr 来跟踪该对象。需要获得临时所有权时，则将其转换为 std::shared_ptr，此时如果原来的std::shared_ptr 被销毁，则该对象的生命期将被延长至这个临时的 std::shared_ptr 同样被销毁为止。
此外，std::weak_ptr 还可以用来避免 std::shared_ptr 的循环引用。
为什么 C++ 11 标准不加入 GC 功能
C++未提供语言层面的GC，但是其智能指针std::shared_ptr本质上就是基于引用计数的GC。只要避免循环引用，就跟其他语言的GC一样强大了，并且可控性较高。
c++11智能指针(一) shared_ptr
智能指针是存储动态分配对象指针的类，用于生命周期的控制。当指针离开其作用域时，自动销毁动态分配的空间，防止内存泄漏。
使用智能指针需要包含头文件#include《memory》
std::shared_ptr采用引用计数，每一个shared_ptr的拷贝都指向相同的内容，当最后一个shared_ptr析构的时候，内存被释放
当使用shared_ptr删除数组时，需要指定删除器
常用的写法有以下几种
C++智能指针的几种用法
一、auto_ptr模板
auto_ptr与shared_ptr、unique_ptr都定义了类似指针的对象，可以将new到的地址赋给这一对象，当智能指针过期时，析构函数会调用delete函数，对象将被销毁，由此内存可以自动被释放。
二、shared_ptr模板
先看代码：
auto_ptr p1 (new string("hello world!");
auto_ptr p2;
p2 = p1;
在以上代码中，p1与p2指向同一对象，常规指针在释放内存时，系统会尝试删除同一对象两次。在auto_ptr中，对象的所有权会归于p2，p1将会变为野指针。shared_ptr则允许多个指针指向同一个对象，每多一个指针指向，计数器就会+1，同样在释放的时候，当数值减为0的时候即最后一个指针过期的时候才会调用delete函数。
三、unique_ptr模板
同样为了避免多个指针指向，unique_ptr严格了所有权的概念，即我的就我的，不允许他人指向（如代码段二中，采用unique_ptr将会报错，而原代**编译通过但可能造成崩溃）。
四、总结
需要多个指针指向一个对象时可使用shared_ptr，如指针数组。不需要多个指针指向一个对象可使用uniq_ptr，uniqu_ptr比auto_ptr更加安全（编译报错远比程序崩溃好得多）。
c++智能指针有哪几种
C++提供了4种智能指针用于对分配的内存进行自动释放，这些智能指针如下：
auto_ptr、unique_ptr、shared_ptr、weak_ptr。其中auto_ptr在C++98标准引入，后三种在C++11标准中加入。而auto_ptr已经被C++11所摒弃，建议使用后三种智能指针，这4种智能指针使用模板(template)实现。
c++11智能指针对性能影响大吗
我喜欢新的C ++ 11智能指针。在很多方面，他们是为godsent恨谁管理自己的记忆很多人。在我看来，它使教学C ++新人容易得多。
However, in the two plus years that I’ve been using them extensively, I’ve come across multiple cases where improper use of the C++ 11 **art pointers made the program inefficient or simply crash and burn. I’ve catalogued them below for easy reference.
然而，在我使用它们广泛地被两个多年，我已经遇到许多情况下，不当使用C ++ 11智能指针所生成的程序效率低下或者干脆和好如初。我下面编目他们，以供参考。
C++ 智能指针在什么时候使用
所属头文件：#include 《memory》
所属命名空间及标识符：using std::shared_ptr;
所属版本：C++98
g++启用版本命令：g++ -std=c++98 -c -o
补充：
如果启用c++11及以上标准，即g++ -std=c++11 -c -o，编译时会有一个警告信息提示
warning：‘auto_ptr’ is deprecated （‘auto_ptr‘被反对使用）
存在很多种智能指针，其中最有名的应该是C++98标准中的“自动指针”std::auto_ptr，它部分解决了获取资源自动释放的问题，例如：
#include 《memory》
#include 《iostream》
#include 《string》
using std::cin;
using std::cout;
using std::string;
using std::auto_ptr;
class Report
{
private:
std::string str;
public:
Report( c***t string s ):str(s) { cout 《《 "Object created!\n"; }
~Report() { cout 《《 "Object deleted!\n"; }
void comment(string owner) c***t { cout 《《 owner 《《 str 《《 "\n"; }
};
int main(void)
{
auto_ptr《Report》 ps (new Report("Using auto_ptr."));
ps-》comment(string("ps:"));
auto_ptr《Report》 p1;
p1 = ps; //赋值完毕后ps已经失去对内存对象的所有权，不可再使用
p1-》comment(string("p1:"));
//ps-》comment(string("after p1=ps:")); //error,Segmentation faul
}
/*Result:
Object created!
Using auto_ptr.
Object deleted!
*/
auto_ptr的构造函数接受new操作符或者对象工厂创建出的对象指针作为参数，从而代理了原始指针。虽然它是一个对象，但因为重载了 operator*后operator-》，其行为非常类似指针，可以把它用在大多数普通指针可用的地方。当退出作用域时（离开作用域或异 常），C++会保证auto_ptr对象销毁，调用auto_ptr的析构函数，进而使用delete操作符删除原始指针释放资源。
auto_ptr很好用，被包含在C++标准库中令它在世界范围内被广泛使用，使用智能指针的思想、用法深入人心。但标注库没有覆盖智能指针的全部领域，尤其最重要的引用计数型智能指针。
c++的c++11标准
c++11标准由国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）旗下的C++标准委员会（ISO/IEC JTC1/SC22/WG21）于2011年8月12日公布 ，并于2011年9月出版。2012年2月28日的国际标准草案(N3376)是最接近于C++11标准的草案（仅上的修正）。此次标准为C++98发布后13年来第一次重大修正。
1.对C++核心语言的扩充
2.核心语言运行期的强化(右值引用和 move 语义;泛化的常数表达式;对POD定义的修正)
3.核心语言建构期表现的加强(外部模板)
4.核心语言使用性的加强(初始化列表;统一的初始化;类型推导;以范围为基础的 for 循环;Lambda函数与表示法;另一种的函数语法;对象构建的改良;显式虚函数重载;空指针;强类型枚举;角括号;显式类型转换;模板的别名;无限制的uni***)
5.核心语言能力的提升(变长参数模板;新的字符串字面值;用户自定义的字面值;多任务存储器模型;thread-local的存储期限;使用或禁用对象的默认函数;long long int 类型;静态assertion;允许sizeof运算符作用在类型的数据成员上，无需明确的对象;)
6.C++标准程序库的变更(标准库组件的升级;线程支持;多元组类型;散列表;正则表达式;通用智能指针;可扩展的随机数功能;包装引用;多态函数对象包装器;用于元编程的类型属性;用于计算函数对象返回类型的统一方法)
C++11中类自己释放shared_ptr类型成员吗
是的，shared_ptr指针指向的堆内存会自动释放。
C++11引入了3种智能指针，分别是：shared_ptr、unique_ptr、weak_ptr。它们实际上都是模板类，其堆内存在某一合适的时候会自动释放。
但需要注意以下几点：
1
不能用同一个指向堆内存的普通指针创建多个shared_ptr指针
2
unique_ptr指针的引用计数始终为1
3
weak_ptr指针不影响引用计数且只能和shared_ptr指针配合使用
4
要使用这3种指针，需
#include《memory》
using namespace std;
