智能指针

智能指针（英語：Smart pointer）是一種抽象的資料類型。在程式設計中，它通常是經由类模板來實作，藉由模板來達成泛型，藉由類別的解構函數來達成自動釋放指標所指向的記憶體或物件。

C++中的智能指针

auto_ptr

更多信息：en:auto_ptr

auto_ptr這個類別模板被定義在ISO/IEC 14882的第20.4.5章節裡：

namespace std {  template <class Y> struct auto_ptr_ref {};  template <class X>  class auto_ptr {  public:  typedef X element_type;  // 20.4.5.1 construct/copy/destroy:  explicit auto_ptr(X* p =0)throw();  auto_ptr(auto_ptr&)throw();  template <class Y> auto_ptr(auto_ptr<Y>&)throw();  auto_ptr& operator=(auto_ptr&)throw();  template <class Y> auto_ptr& operator=(auto_ptr<Y>&)throw();  auto_ptr& operator=(auto_ptr_ref<X>)throw();  ~auto_ptr() throw();  // 20.4.5.2 members:  X& operator*() const throw();  X* operator->() const throw();  X* get() const throw();  X* release() throw();  void reset(X* p =0)throw();  // 20.4.5.3 conversions:  auto_ptr(auto_ptr_ref<X>)throw();  template <class Y> operator auto_ptr_ref<Y>() throw();  template <class Y> operator auto_ptr<Y>() throw();  }; } 

unique_ptr

C++11中提供了std::unique_ptr，定义在<memory>头文件中。

C++11新增了move语义，相比copy语义，它能更好的实现值传递.std::auto_ptr使用的是copy语义，为了向后兼容,C++11没有修改std::auto_ptr，而是引入了新的使用move语义的std::unique_ptr.

unique_ptr的拷贝构造函数和赋值运算符都声明为deleted，也就是说它不能被拷贝，只能通过std::move来转递它所指向的内存的所有权。

std::unique_ptr<int> p1(new int(5)); std::unique_ptr<int> p2 = p1; // 编译会出错 std::unique_ptr<int> p3 = std::move (p1); // 转移所有权，现在那块内存归p3所有, p1成为无效的指针。 p3.reset(); //释放内存。 p1.reset(); //实际上什么都没做。 

std::auto_ptr依然存在，但在C++11中被标为"弃用".

shared_ptr和weak_ptr

基于Boost库, C++11加入了shared_ptr和weak_ptr.它们最早在TR1中就被引入，但在C++11中，在Boost的基础上又加入了新的功能。

std::shared_ptr使用引用计数。每一个shared_ptr的拷贝都指向相同的内存。在最后一个shared_ptr析构的时候，内存才会被释放。

std::shared_ptr<int> p1(new int(5)); std::shared_ptr<int> p2 = p1; // 都指向同一内存。 p1.reset(); // 因为p2还在，所以内存没有释放。 p2.reset(); // 释放内存，因为没有shared_ptr指向那块内存了。 

std::shared_ptr使用引用计数，所以有循环计数的问题。为了打破循环，可以使用std::weak_ptr.顾名思义, weak_ptr是一个弱引用，只引用，不计数。如果一块内存被shared_ptr和weak_ptr同时引用，当所有shared_ptr析构了之后，不管还有没有weak_ptr引用该内存，内存也会被释放。所以weak_ptr不保证它指向的内存一定是有效的，在使用之前需要检查。

std::shared_ptr<int> p1(new int(5)); std::weak_ptr<int> wp1 = p1; // 还是只有p1有所有权。 {  std::shared_ptr<int> p2 = wp1.lock(); // p1和p2都有所有权  if (p2) // 使用前需要检查  {   // 使用p2  } } // p2析构了，现在只有p1有所有权。 p1.reset(); // 内存被释放。 std::shared_ptr<int> p3 = wp1.lock(); // 因为内存已经被释放了，所以得到的是空指针。 if（p3） {  // 不会执行到这。 } 

外部連結

• Sample chapter "Smart Pointers （页面存档备份，存于互联网档案馆）" from the book Modern C++ Design: Generic Programming and Design Patterns Applied （页面存档备份，存于互联网档案馆） by Andrei Alexandrescu, Addison-Wesley, 2001.
• Code example "countptr.hpp （页面存档备份，存于互联网档案馆）" from the book The C++ Standard Library - A Tutorial and Reference （页面存档备份，存于互联网档案馆） by Nicolai M. Josuttis
• "Boost Smart Pointers （页面存档备份，存于互联网档案馆）"
• Article "The New C++: Smart (er) Pointers （页面存档备份，存于互联网档案馆）" by Herb Sutter August 01, 2002
• "Smart Pointers - What, Why, Which? （页面存档备份，存于互联网档案馆）" by Yonat Sharon
• "Smart Pointers Overview （页面存档备份，存于互联网档案馆）" by John M. Dlugosz
• The YASPER library （页面存档备份，存于互联网档案馆） Yet Another Smart Pointer implementation in C++
• Smart Pointers in Delphi （页面存档备份，存于互联网档案馆）