由vector中无法加入auto_ptr所想到的

众所周知,auto_ptr是c++自动释放指针，能确保new出来的内存能够delete释放，无论是正常退出还是异常退出。

博主做某个项目把new后的指针放在vector，感觉之后挨个delete有点麻烦，便想到能否vector存入auto_ptr，不用去操心释放内存的事情。事情往往不如人愿。g++一遍果断报错了。

博主写了段测试代码，如下：

#include <iostream> 
#include <cstdio>
#include <memory>
#include <vector>
using namespace std;
class B{
public:
    B(){}
    virtual ~B(){cout<<"B discontructed"<<endl;}
    virtual void print(){
        cout<<"This is B"<<endl;
    }
};
class A:public B{
public:
    A(){}
    ~A(){
        cout<<"A discontructed"<<endl;
    }
    virtual void print(){
        cout<<"This is A"<<endl;
    }
};
void main ()
{
    auto_ptr<B> a(new A());
    vector<auto_ptr<B> > v;
    v.push_back(a);
    v[0]->print();
}

 

 g++一遍，报错了，博主百思不得其解。遂百度了一下，感觉这个帖子讲的还不错：

http://bbs.csdn.net/topics/10178049

后面经过资料的查找，发现auto_ptr之所以不能用作容器的元素，是因为它的转移语义，不符合容器对元素的要求。关于转移语义，在此做个小小的解释：

转移语义可以将资源 ( 堆，系统对象等 ) 从一个对象转移到另一个对象，这样能够减少不必要的临时对象的创建、拷贝以及销毁，能够大幅度提高 C++ 应用程序的性能。临时对象的维护 ( 创建和销毁 ) 对性能有严重影响。转移语义是和拷贝语义相对的，可以类比文件的剪切与拷贝，当我们将文件从一个目录拷贝到另一个目录时，速度比剪切慢很多。通过转移语义，临时对象中的资源能够转移其它的对象里。

详细请参考该网页：http://www.ibm.com/developerworks/cn/aix/library/1307_lisl_c11/

为了验证该论点，作者写了一下代码进行验证：

#include <iostream>
#include <memory> 
using namespace std;
class B{
public:
    B(){}
    virtual ~B(){cout<<"B is discontructed"<<endl;}
};
class A{
public:
    B b;
    A(){}
    ~A(){cout<<"A is discontructed"<<endl;}
};
int main ()
{
    auto_ptr<A> p(new A());
    {
        auto_ptr<A> p2(p);//将p内的指针所有权转移给p2，注意此时是可以拷贝的。
    }//p2为局部变量，出栈时执行起析构函数，其中将A类对象释放掉。
    cout<<"after p2"<<endl;
    {
        auto_ptr<A> p3(p);//由于p中已经没有A对象指针所有权了，所以即使p3拷贝p后，也无需释放new A()时分配的内存
    }
    cout<<"after p3"<<endl;
    return 0;
}

 运行结果如下：

A is discontructed
B is discontructed
after p2
after p3

可以看出，在p转移给p2的时候，p本身已经不存有new A()指针的所有权了。释放内存的责任也丢给了p2。

那么如何在容器中使用智能指针呢？可以使用boost库中的shared_ptr智能指针，它会记录有多少个shared_ptr共同指向一个对象。这便是所谓的引用计数（reference counting）。一旦最后一个这样的指针被销毁，也就是一旦某个对象的引用计数变为0，这个对象会被自动删除。这在非环形数据结构中防止资源泄露很有帮助。

以下是在vector中使用shared_ptr代码：

#include <boost/shared_ptr.hpp>
#include<iostream>
#include <vector>
using namespace std;
using namespace boost;
class A{
    public:
    A(){}
    virtual ~A(){cout<<"A is discontructed"<<endl;}
};

int main(){
    typedef vector<shared_ptr<A> > VectorA;
    VectorA va;
    for(int i=0;i<5;i++){
    shared_ptr<A> tmp(new A());
    va.push_back(tmp);//将share_ptr<A>指针放入容器
    }
    cout<<"after for function"<<endl;
}

运行结果如下：

after for function
A is discontructed
A is discontructed
A is discontructed
A is discontructed
A is discontructed

分析运行结果可以得知，容器中的对象是在19行运行结束后执行析构函数的。而不是在for函数中。

同样，读者可以试下发生异常能否执行析构函数。

最后总结：shared_ptr智能指针给了我们很多方便的地方，不用去考虑去delete释放内存。尽可能使用智能指针，对内存泄露say bye～

Wind

2013-11-21