C++学习笔记：三种智能指针【Share、Unique、Weak】【Cherno】

老规矩，先问题后文章：

为什么要有智能指针以及它的好处是什么、智能指针是在怎么工作的、智能指针的操作；

1：为什么要有智能指针：

要知道，内存泄漏是非常严重的后果，如果new出来的空间没在合适的时间delete，那么很容易出现bug或者内存泄漏，而合适地用new和delete又是一个特别难的工作，所以C++就推出了智能指针这个概念，其是为了方便程序员管理内存。

大量使用智能指针代替new、delete函数，可以大大地提高程序的稳定性；

2：智能指针是怎么工作的：

个人理解为智能指针是将原始指针封装起来，并结合new、delete、一些必要的函数，因为有delete的参与，所以智能指针可以在适合的时候自动释放；

先介绍智能指针的两个主力：unique、share

unique：

我们先定义一个unique指针：

#include<iostream>
#include<string>
#include<memory>int main() {{std::unique_ptr<int> a = std::make_unique<int>(10);}}

为了某种目的，本菜用一个空作用域将指针围起来；

如果程序出了空作用域，那么系统会自动调用delete函数，将指针和其指向的内容给释放掉；

如果我们将a赋值给其他指向同类型的unique指针：

#include<iostream>
#include<string>
#include<memory>int main() {{std::unique_ptr<int> a = std::make_unique<int>(10);auto b=a;}}

报错：

因为unique的一个特征就是不能有两个指针指向同一个对象，这个特性也导致unique指针不能作为实参传入函数当中；

这种看似无法理解的机制是因为如果多个unique指针指向同一个对象，当其中一个unique指针被释放时，其对象也会被释放，也就是说其他指向这个对象的指针将成为野指针；

下面来看看智能指针自动释放的功能：

#include<iostream>
#include<string>
#include<memory>class temp {
public:temp() {std::cout << "Created" << std::endl;}~temp() {std::cout << "Destroyed" << std::endl;}
};int main() {{std::unique_ptr<temp> a = std::make_unique<temp>();}}

运行结果：

这里我们没有用delete函数，系统就自动释放指针和指向的对象了；

如果我们想要将智能指针传入函数当中，那么我们就需要share指针了：

share指针允许多个share指针指向同一个对象，而且实例化一个share指针时会多出一些内存开销，这些内存会实现一个功能，即引用计数，这个引用计数会记录有多少个share指针指向该对象，当引用计数发现没有指向该对象的指针时，系统就会将该对象释放；

看下面这段代码：

#include<iostream>
#include<string>
#include<memory>class temp {
public:temp() {std::cout << "Created" << std::endl;}~temp() {std::cout << "Destroyed" << std::endl;}
};int main() {std::shared_ptr<temp> a = std::make_shared<temp>();{std::shared_ptr<temp> b = a;}getchar();
}

运行结果【程序停留在getchar()部分】

说明b指针的释放并没有导致b指向的对象被释放，因为还有一个a指针指向该对象，引用计数不为0；

但是如果我们这样写：

#include<iostream>
#include<string>
#include<memory>class temp {
public:temp() {std::cout << "Created" << std::endl;}~temp() {std::cout << "Destroyed" << std::endl;}
};int main() {{std::shared_ptr<temp> a = std::make_shared<temp>();{std::shared_ptr<temp> b = a;}}getchar();
}

运行结果为:

因为到达getchar函数时，两个指针都被释放了，所以对象也跟着被释放了；

然后来谈谈引用计数：

引用计数说白了，就是检测有多少个share指针指向同一个对象，如果为0的话，那么就将调用delete函数将对象清除；

有以下几种情况可以改变引用计数：

（1）当指针方向改变时，引用计数会减小；

（2）当指针被释放时，引用计数会减小；

（2）当指针指向对象时，引用计数会增加；

看以下代码【use_count()函数是share内置的一种函数，功能是返回有多少个share指针指向该对象】

#include<iostream>
#include<string>
#include<memory>class temp {
public:temp() {std::cout << "Created" << std::endl;}~temp() {std::cout << "Destroyed" << std::endl;}
};void get(std::shared_ptr<temp> mid) {std::cout << mid.use_count() << std::endl;}int main() {{std::shared_ptr<temp> a = std::make_shared<temp>();get(a);{std::shared_ptr<temp> b = a;get(b);}get(a);}getchar();
}

运行结果：

这是因为将a传入函数时，函数会生成一个share指针形参，并将a赋值给形参，这个时候就有两个share指针指向同一个对象了，而将a赋值给b时，又多出一个，当b超出作用域时，就少了一个；

当然，有时候我们会希望用一个指向由share指针指向的对象时，不引起share指针引用计数的改变，那么我们就可以用weak指针了，这个指针是为了搭配share指针而产生的。如果我们将上述代码中的形参改为weak指针，那么运行结果为：

好了~这些就是简单的智能指针介绍了，以后本菜还会继续更新；

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