引领Boost（四）（Boost::smart_ptr）

一 Boost::smart_Ptr



我们学习C++都知道智能指针，例如STL中的std::auto_ptr，但是为什么要使用智能指针，使用它能带给我们什么好处呢？

最简单的使用智能指针可以不会因为忘记delete指针而造成内存泄露。还有如果我们开发或者使用第三方的lib中的某些函数需要返回指针，这样的返回的指针被client使用的时候，lib就会失去对返回的指针的控制，这样delete的指针的任务一般就会交给调用方client，但是如果client忘记调用delete或是调用的时机不正确，都有可能导致问题，在这种情况下就最好使用智能指针。还有使用智能指针可以保证异常安全，保证程序在有异常抛出时仍然无内存泄露。



std::auto_ptr很多的时候并不能满足我们的要求，比如她不能用在STL的container中。boost的smart_ptr中提供了4种智能指针和2种智能指针数组来作为std::auto_ptr的补充。

shared_ptr：使用shared_ptr进行对象的生存期自动管理，使得分享资源所有权变得有效且安全.

scoped_ptr： 用于确保能够正确地删除动态分配的对象。scoped_ptr 有着与std::auto_ptr类似的特性，而最大的区别在于它不能转让所有权而auto_ptr可以。事实上，scoped_ptr永远不能被复制或被赋值！scoped_ptr 拥有它所指向的资源的所有权，并永远不会放弃这个所有权。

weak_ptr：weak_ptr 是 shared_ptr 的观察员。它不会干扰shared_ptr所共享的所有权。当一个被weak_ptr所观察的 shared_ptr 要释放它的资源时，它会把相关的 weak_ptr的指针设为空。使用此辅助指针一般是防止悬空指针。

intrusive_ptr：shared_ptr的插入是版本，一般不使用，因为需要对使用此指针的类型中增加ref计数功能。但是可以保证不增加指针的大小。

scoped_array： scoped_array 为数组做了scoped_ptr为单个对象的指针所做的事情：它负责释放内存。

shared_array： shared_array 用于共享数组所有权的智能指针。一般指向std::vector的shared_ptr提供了比shared_array更多的灵活性，所以一般使用std::vector。

二 源码剖析

通过上面的分析，下面主要介绍我们最常用也最有用的shared_ptr智能指针。（智能指针的实现，其实最重要的是就是重载->和*运算符）

下面是shared_ptr的头文件：
template<classTy>classshared_ptr{

public:

typedef Ty element_type;



shared_ptr();

template<classOther>

explicitshared_ptr(Otherptr);

template<classOther,classD>

shared_ptr(Otherptr, D dtor);

shared_ptr(constshared_ptr&sp);

template<classOther>

shared_ptr(constshared_ptr<Other>&sp);

template<classOther>

shared_ptr(constweak_ptr<Other>&wp);

template<classOther>

shared_ptr(conststd::auto_ptr<Other>&ap);

~shared_ptr();



shared_ptr&operator=(constshared_ptr&sp);

template<classOther>

shared_ptr&operator=(constshared_ptr<Other>&sp);

template<classOther>

shared_ptr&operator=(auto_ptr<Other>&ap);



voidswap(shared_ptr&s);

voidreset();

template<classOther>

voidreset(Otherptr);

template<classOther,classD>

voidreset(Otherptr, D dtor);



Tyget()const;

Ty&operator()const;

Tyoperator->()const;

longuse_count()const;

boolunique()const;

operatorboolean-type()const;

};






1）构造函数，可以通过一般指针，std::auto_ptr,boost::shared_ptr,boost::weak_ptr来构造，还可以构造的时候指定如果delete指针。

2）拷贝构造函数

3）get()， 得到boost::shared_ptr所封装的指针。

4），得到boost::shared_ptr所封装指针的值。

5)->,用于直接调用指针的成员。

6）reset(), 用于重设boost::shared_ptr,或设为空。

7) swap(), 用于交换2个boost::shared_ptr.

8) use_count(), use_count 函数返回指针的引用计数。

9) unique(),这个函数在shared_ptr是它所保存指针的唯一拥有者时返回 true ；否则返回 false。 unique 不会抛出异常。

三 实例

1）构造，拷贝构造，赋值，get，，->, reset, swap:
#include"boost/shared_ptr.hpp"

#include<cassert>

#include<iostream>



classA

{

boost::shared_ptr<int>no_;

public:

A(boost::shared_ptr<int>no) : no_(no){}

voidvalue(inti){no_=i; }

};

classB

{

boost::shared_ptr<int>no_;

public:

B(boost::shared_ptr<int>no) : no_(no){}

intvalue()const{returnno_; }

};

structdeleter

{

voidoperator()(inti)

{

std::cout<<"destroying resource at"

<<(void)i<<'\n';

delete i;

}

};

structS

{

intmember;

};



intmain()

{

//test for constructor

boost::shared_ptr<int>sp;

boost::shared_ptr<int>sp2((int)0);

{

boost::shared_ptr<int>sp3(newint(3), deleter());

}



std::auto_ptr<int>temp(newint(10));

boost::shared_ptr<int>sp4(temp);



boost::shared_ptr<int>temp2(newint(14));

boost::shared_ptr<int>sp5(temp2);





//test for using the shared_ptr(get,->,)

intip=newint(3);

std::cout<<(void)ip<<'\n';

boost::shared_ptr<int>sp6(ip);

std::cout<<(void)sp6.get()<<'\n';



intip2=newint(3);

std::cout<<(void)ip2<<'\n';

boost::shared_ptr<int>sp7(ip2);

std::cout<<sp7<<'\n';

std::cout<<(void)&sp7<<'\n';



Ss=newS;

s->member=4;

boost::shared_ptr<S>sp8(s);

std::cout<<sp8->member<<'\n';



//test for assign

std::cout<<std::boolalpha;

boost::shared_ptr<int>sp9(newint(0));

boost::shared_ptr<int>sp10=sp9;

std::cout<<"sp0 == sp1:"<<(sp9==sp10)<<'\n';

std::cout<<"sp0 != sp2:"<<(sp9!=sp10)<<'\n';



//test funcion: reset and swap

boost::shared_ptr<int>sp11 (newint(0));

boost::shared_ptr<int>sp12 (newint(1));

sp11. swap (sp12);

std::cout<<sp11<<sp12<<std::endl;

boost::swap(sp11, sp12);

std::cout<<sp11<<sp12<<std::endl;



boost::shared_ptr<int>sp0;

sp0.reset();

boost::shared_ptr<int>sp01(newint(1));

std::cout<<sp01<<std::endl;

sp01.reset();

//std::cout << sp01 <<std::endl;//error

sp01.reset(newint(100));

std::cout<<sp01<<std::endl;







//test for query shared_ptr's state (use_count,unique)

typedef boost::shared_ptr<int>spi;

spi sp13 ;

std::cout<<"empty object:"<<sp13.use_count()<<'\n';

spi sp14 ((int)0);

std::cout<<"null pointer:"<<sp14.use_count()<<'\n';

spi sp15 (newint);

std::cout<<"one object:"<<sp15.use_count()<<'\n';

{

spi sp16(sp15);

std::cout<<"two objects:"<<sp15.use_count()<<'\n';

std::cout<<"two objects:"<<sp16.use_count()<<'\n';

}

std::cout<<"one object:"<<sp15.use_count()<<'\n';



std::cout<<std::boolalpha;

spi sp17;

std::cout<<"empty object:"<<sp17.unique()<<'\n';

spi sp18((int*)0);

std::cout<<"null pointer:"<<sp18.unique()<<'\n';

spi sp19(newint);

std::cout<<"one object:"<<sp19.unique()<<'\n';

{

spi sp20(sp19);

std::cout<<"two objects:"<<sp19.unique()<<'\n';

std::cout<<"two objects:"<<sp20.unique()<<'\n';

}

std::cout<<"one object:"<<sp19.unique()<<'\n';



}

2) 在STL容器中的使用:
#include"boost/shared_ptr.hpp"

#include<vector>

#include<iostream>

classA

{

public:

virtualvoidsing()

{

std::cout<<"A::sing"<<std::endl;

}

protected:

virtual~A()

{std::cout<<"~A"<<std::endl;};

};

classB :publicA

{

public:

virtualvoidsing()

{

std::cout<<"B:sing"<<std::endl;

}

virtual~B()

{std::cout<<"~B"<<std::endl;}

};

boost::shared_ptr<A>createA()

{

boost::shared_ptr<A>p(newB());

returnp;

}

intmain()

{

typedef std::vector<boost::shared_ptr<A>>container_type;

typedef container_type::iterator iterator;

container_type container;

for(inti=0;i<10;++i)

{

container.push_back(createA());

}

std::cout<<"The choir is gathered: \n";

iterator end=container.end();

for(iterator it=container.begin();it!=end;++it)

{ (*it)->sing(); }

}

四 注意

五 参考

1）Beyond the C++ Standard Library: An Introduction to Boost

2）boost在线document
原文链接: https://www.cnblogs.com/lzjsky/archive/2011/01/13/1934720.html

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