智能指针

常规指针的缺点：

        当一个常规指针离开了作用域时，只有该指针变量本身占用的内存空间(4/8字节)会被释放，而它指向的内存空间不会自动释放，当free/delete/delete[] 语句忘记执行或者无法执行，形成内存泄漏

    智能指针的优点：

        智能指针是一个封装了常规指针的类类型对象，并且重载了 * 和 -> 间接访问运算符，使用起来与常规指针相近

        当智能指针离开作用域时，它的析构函数必定执行，从而在析构函数中执行释放常规指针的操作，这样就做到了自动释放的效果，从而避免内存泄漏

        智能指针是一个类模版

   

    C++STL中提供了四种智能指针：

    auto_ptr/shared_ptr/unique_ptr/weak_ptr,在C++98标准中只有第一个auto_ptr，C++11只支持后三个，第一个被弃用，使用会产生警告

    需要提供头文件 <memory>

    1、auto_ptr

        采用独占拥有模式，不能同时有多个auto_ptr指向同一个内存，但是不能完全实现，有时候会指向同一个内存，有隐患

        auto_ptr<int> p1(new int(123));

        auto_ptr<int> p2;   //  可以悬空

        p2 = p1;    //  允许，但p1转移所有权给p2，p1可能变成空指针

        *p1;    //  可能段错误

        注意：这种独占式不一定成立，p1是否转移给p2不确定

        使用格式：

        1、auto_ptr<类型> 对象名(new 类型名);

        2、类型 *p = new 类型；

            auto_ptr<类型> 对象名(p);

       

    2、unique_ptr   独享指针

        是auto_ptr的升级，完全实现独占式拥有模式，保证同一时间中只有一个unique_ptr指向某个内存

        通过把拷贝构造、赋值操作函数声明为 delete 来实现不能给另一个unique_ptr对象赋值的效果

        unique_ptr<int> p1(new int);

        unique_ptr<int> p2;

        p2 = p1;        //  报错

        p2 = unique_ptr<int>(new int);

        //  允许指向匿名unique_qtr对象的内存

        可以通过C++的全局函数 move() 来转移内存的指向给另一个unique_ptr

        p2 = move(p1);  //  让p2指向p1原来的内存，p1一定会变成空指针，p2在改变指向之前，会先释放自己原来的内存

    3、shared_ptr   共享指针

        采用共享的拥有模式，可以允许多个shared_ptr指向相同内存

        当一个内存被shared_ptr指向时，内部有一个引用计数器+1

        当指向该内存的某个shared_ptr离开作用域或者改变指向或者通过reset()时，引用计数器会-1

        当该内存的引用计数器被减为0时，由最后一个离开的shared_ptr在结束前释放该内存

        相关的成员函数：

            get()     获取指向内存的地址编号

            use_count()   获取引用计数器的值

            unique()      判断指向的内存是否只有一个shared_ptr指向

            reset()     放弃对内存的指向，计数-1

        全局函数：

            val2 = move(val1)   移动val1的值和使用权给val2

            swap()  交换两个对象

       

        shared_ptr 的循环引用问题：

            当两个类(A B)中都有可以指向对方类型的shared_ptr智能指针成员变量(pB pA)，并且在类外通过shared_ptr指向new出来的两个类对象(pa指向类A pb指向类B)，并且让它们的成员变量pB pA指向对方，此时构成循环引用，导致就算类对象pa pb销毁，但它们指向的对象的引用计数无法减为0(pA pB还在指向)，导致无法释放对象内存，内存泄漏

       

    4、weak_ptr 弱引用指针

        weak_ptr是为了配合shared_ptr而引入的一种智能指针，它指向一个由shared_ptr管理的对象而不影响该对象的生命周期，也就是说将一个weak_ptr指向一个shared_ptr对象，或者离开时都不会改变该对象的引用计数，只有当最后一个shared_ptr离开该对象才会销毁

        weak_ptr 更像是shared_ptr的一个助手，而不是独立的智能指针

        因此当发生sheared_ptr的循环引用产生死锁时，可以把其中一个类的shared_ptr成员变量改为weak_ptr，即可避免产生死锁