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智能指針就是存儲指向堆上分配的對象的指針，行為上與C++的原生指針基本一致，區(qū)別是不需要管理對象的銷毀。智能指針可以選擇在適當(dāng)?shù)臅r機(jī)銷毀對象，可以大幅降低空懸指針和野指針等錯誤。所有智能指針如果是非類成員，一般都是棧上分配的對象。這里介紹boost庫的智能指針，主要有： 1. scoped_ptr 概念上講，智能指針意味著持有它所指向?qū)ο蟮膿碛袡?quán)，有責(zé)任在該對象不在需要時對其銷毀。scoped_ptr只提供了RAII機(jī)制，對它指向的對象具有唯一的擁有權(quán)，不會被共享和轉(zhuǎn)移。這是通過不可拷貝實現(xiàn)的，所以scoped無法存放到stl容器中。指向的對象在scoped_ptr析構(gòu)或者reset后會被釋放。scoped_ptr實現(xiàn)很簡單，基本與原生指針性能差不多。scoped_ptr用在類成員時，可以避免在析構(gòu)函數(shù)中釋放指針。 - class A {
- ...
- private:
- B *obj;
- };
- class A {
- ...
- private:
- boost::scoped_ptr<B> obj;
- };
2. shared_ptr 以引用計數(shù)的方式共享指針的擁有權(quán)。當(dāng)最后一個shared_ptr被銷毀時，指向的對象也會被銷毀。由于使用引用計數(shù)，無法解決循環(huán)引用的問題。shared_ptr實現(xiàn)了拷貝構(gòu)造函數(shù)和賦值運(yùn)算符，可以存放到stl容器中。同時，也實現(xiàn)了比較運(yùn)算符，可以存放到關(guān)聯(lián)容器中。 如果T *可以隱式轉(zhuǎn)化（通過static_cast）為U *，那么shared_ptr<T>也可以隱式轉(zhuǎn)化為shared_ptr<U>。 線程安全反面，shared_ptr支持：a. 并發(fā)讀，b. 并發(fā)寫多個不同的實例，c. 不支持并發(fā)讀寫同一個實例（需加鎖）。 下列程序存在循環(huán)引用： - #include <iostream>
-
- #include <boost/shared_ptr.hpp>
- #include <boost/weak_ptr.hpp>
-
- using namespace std;
- using namespace boost;
-
- class B;
-
- class A {
- public:
- ~A() {
- cout << "ref count of B: " << bptr.use_count() << endl;
- cout << "deconstruct A" << endl;
- }
-
- shared_ptr<B> bptr;
- };
-
- class B {
- public:
- ~B() {
- cout << "ref count of A: " << aptr.use_count() << endl;
- cout << "deconstruct B" << endl;
- }
-
- shared_ptr<A> aptr;
- };
-
- void test()
- {
- cout << "begin" << endl;
- shared_ptr<A> aptr(new A);
- shared_ptr<B> bptr(new B);
-
- aptr->bptr = bptr;
- bptr->aptr = aptr;
-
- cout << "ref count of bptr: " << bptr.use_count() << endl;
- cout << "ref count of aptr: " << aptr.use_count() << endl;
-
- cout << "end" << endl;
- }
-
- int main()
- {
- test();
- cout << "after test" << endl;
- }
運(yùn)行程序，可以發(fā)現(xiàn)A和B都沒有被析構(gòu)。下面通過weak_ptr解決這種循環(huán)引用的問題。
- begin
- ref count of bptr: 2
- ref count of aptr: 2
- end
- after test
3. weak_ptr weak_ptr不管理對象的生命周期，但是可以感知一個對象的生死。weak_ptr是弱引用，用它指向一個對象，不會增加其引用計數(shù)。weak_ptr指向的對象底層有shared_ptr管理，要通過weak_ptr訪問這個對象，必須構(gòu)造成shread_ptr才行。具體可以通過shared_ptr的構(gòu)造函數(shù)或者是lock方法。當(dāng)最后一個指向該對象的shared_ptr被銷毀時，該對象也會被銷毀。此時，調(diào)用shared_ptr的構(gòu)造函數(shù)會拋出boost::bad_weak_ptr異常，lock返回的shared_ptr是空的。 weak_ptr實現(xiàn)了拷貝構(gòu)造函數(shù)、賦值運(yùn)算符和比較運(yùn)算符所以可以放入stl容器和關(guān)聯(lián)容器中。 下面看一下，weak_ptr是如何解決循環(huán)引用，將類B中指向aptr的shared_ptr改為weak_ptr即可。
- #include <iostream>
-
- #include <boost/shared_ptr.hpp>
- #include <boost/weak_ptr.hpp>
-
-
- using namespace std;
- using namespace boost;
-
- class B;
-
- class A {
- public:
- ~A() {
- cout << "ref count of B: " << bptr.use_count() << endl;
- cout << "deconstruct A" << endl;
- }
-
- shared_ptr<B> bptr;
- };
-
- class B {
- public:
- ~B() {
- cout << "ref count of A: " << aptr.use_count() << endl;
- cout << "deconstruct B" << endl;
- }
- weak_ptr<A> aptr;
- };
-
- void test()
- {
- cout << "begin" << endl;
- shared_ptr<A> aptr(new A);
- shared_ptr<B> bptr(new B);
-
- weak_ptr<A> waptr(aptr);
-
- aptr->bptr = bptr;
- bptr->aptr = waptr;
-
- cout << "ref count of bptr: " << bptr.use_count() << endl;
- cout << "ref count of aptr: " << waptr.use_count() << endl;
-
- cout << "end" << endl;
- }
-
- int main()
- {
- test();
- cout << "after test" << endl;
- }
- begin
- ref count of bptr: 2
- ref count of aptr: 1
- end
- ref count of B: 1
- deconstruct A
- ref count of A: 0
- deconstruct B
- after test
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