C++ 智能指针

智能指针

C++ 11 提供了两种智能指针，区别在于管理底层指针的方式，shared_ptr 允许多个指针指向一个对象，unique_ptr 则独占所指向的对象。另外还定义了一个伴随类 weak_ptr，是一种弱引用，指向 shared_ptr 所管理的对象。

循环引用问题

shared_ptr 对象离开作用域后，其内部的引用计数器将减 1，若引用计数器为 0，则会自动释放内存

循环引用指两个对象互相使用其内部的 shared_ptr 指向对方，造成内存泄漏。

#include <iostream>  
#include <memory>  
using namespace std;  
class B;

class A  
{  
public:  
    shared_ptr<B> a;  
    ~A()  
    {  
        cout << "delete class A" << endl;  
    }  
};  
  
class B  
{  
public:  
    shared_ptr<A> b;  
    ~B()  
    {  
        cout << "delete class B" << endl;  
    }  
};  
  
int main()  
{  
    shared_ptr<A> a = make_shared<A>();  
    shared_ptr<B> b = make_shared<B>();  
    cout << "a use count:" << a.use_count() << endl;  
    cout << "b use count:" << b.use_count() << endl;  
  
    a->a = b;  
    b->b = a;  
    cout << "a use count:" << a.use_count() << endl;  
    cout << "b use count:" << b.use_count() << endl;  
  
    return 0;  
}

运行结果：

a use count:1
b use count:1
a use count:2
b use count:2

在上面的例子中，当创建智能指针 a 和 b 时，两个智能指针的引用计数器加 1，因此前两行输出均为 1，当 a 的智能指针成员指向 b，b 的智能指针成员指向 a 后，两个智能指针的引用计数器又加 1，因此最后两行输出为 2，此时程序运行结束，a 和 b 均离开作用域，则引用计数起减 1，此时两个智能指针的引用计数器为 1，认为还有指针指向内存，无法调用两个类的析构函数，造成内存泄露。

通过使用 weak_ptr 可以解决改问题，weak_ptr 是一种不控制所指向对象生存期的智能指针，它指向一个 shared_ptr 管理的对象。将一个 weak_ptr 绑定到一个 shared_ptr 也不会改变 shared_ptr 的引用计数。

#include <iostream>  
#include <memory>  
using namespace std;  
class B;  
  
class A  
{  
public:  
    weak_ptr<B> a;  
    ~A()  
    {  
        cout << "delete class A" << endl;  
    }  
};  
  
class B  
{  
public:  
    weak_ptr<A> b;  
    ~B()  
    {  
        cout << "delete class B" << endl;  
    }  
};  
  
int main()  
{  
    shared_ptr<A> a = make_shared<A>();  
    shared_ptr<B> b = make_shared<B>();  
    cout << "a use count:" << a.use_count() << endl;  
    cout << "b use count:" << b.use_count() << endl;  
  
    a->a = b;  
    b->b = a;  
    cout << "a use count:" << a.use_count() << endl;  
    cout << "b use count:" << b.use_count() << endl;  
  
    return 0;  
}

运行结果：

a use count:1
b use count:1
a use count:1
b use count:1
delete class B
delete class A