用模板类实现shared_ptr和unique

今天面试的时候被问到了一个问题，要我用模板类实现一个shared_ptr. 坦白来说这道题我并不会做，因为我对于shared_ptr的认知仅仅停留在引用计数上面。所以查阅了资料写了一份代码出来，希望对于更深入理解共享智能指针有帮助吧。

首先就是每个指针类应该有一个引用计数变量，以及一个模板指针，用于存放对应的不同类型的指针。对于shared_ptr来说，指针指向相同的位置，引用计数要加1. 同时，使用复制构造函数的时候，应该也会让引用变量加1，因为本身复制构造函数相同于使指针指向同一个地址。同时，应该重载=号，因为等于号也相当于让两个指针指向同一地址，在这里如果左操作符引用计数清零0就需要被析构，同时右操作符的引用计数需要加1.

综合上面的思路，写出来下面的代码：

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <queue>
#include <map>
#include <unordered_map>
#include <set>
#include <unordered_set>
using namespace std;template <typename T>
class Shared_ptr{
public:T *ptr;//实际指针int *p_count;//用于引用计数Shared_ptr(T *p){//第一次指向T类型的指针ptr = p;p_count = new int(1);//初始化，第一次指针指向的位置的引用计数应该是1}Shared_ptr(const Shared_ptr<T> & p){//复制构造函数this->ptr = p.ptr;this->p_count = p.p_count;//引用计数应该加1(*this->p_count)++;}Shared_ptr<T>  operator = (const Shared_ptr<T> & p){//重载等号if (ptr != p.ptr){//等号左边的引用计数减1，等号右边的引用计数加1*p_count--;if (*p_count == 0){delete p_count;delete ptr;}//指向=右边操作符，且计数变量+1ptr = p.ptr;p_count = p.p_count;*p_count++;}return *this;}T *operator->(){return ptr;}int use_count(){return *p_count;}
};
int main(){int *p = new int;*p = 5;Shared_ptr<int> s_ptr(p);//s_ptr指向了这块地址，pCount = 1cout << "s_ptr  count:" << s_ptr.use_count() << endl;cout << "--------------------------------------------------" << endl;Shared_ptr<int> s_ptr1 = s_ptr;//s_ptr1也指向了这块地址，pCount = 2cout << "s_ptr1:  count:" << s_ptr1.use_count() << endl;cout << "--------------------------------------------------" << endl;Shared_ptr<int> s_ptr2(p);//s_ptr2也指向了这块地址，不过重新创建了引用计数，pCount1 = 1cout << "s_ptr2:  count:" << s_ptr2.use_count() << endl;cout << "--------------------------------------------------" << endl;Shared_ptr<int> s_ptr3(s_ptr1);//s_ptr3指向s_ptr1,这样s_ptr,s_ptr1和s_ptr3都只向同一块内存空间，计数为3cout << "s_ptr3:  count:" << s_ptr3.use_count() << endl;//s_ptr4指向的和s_ptr3相同，那么两者的引用计数都应该加1cout << "--------------------------------------------------" << endl;Shared_ptr<int> s_ptr4 = s_ptr3;cout << "s_ptr3:  count:" << s_ptr3.use_count() << endl;cout << "s_ptr4:  count:" << s_ptr4.use_count() << endl;//system("pause");return 0;}

至于unique_ptr,因为从定义上，unique_ptr两个指针指向同一个地址，所以它的复制构造函数，和等号的重载都需要设置为不可用。参考实现如下：

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <queue>
#include <map>
#include <unordered_map>
#include <set>
#include <unordered_set>
using namespace std;template <typename T>
class unique_ptr{
public:T *ptr;unique_ptr(T *p){ptr = p;}~unique_ptr(){delete ptr;}T operator*(){return *ptr;}// =delete表示禁止使用编译器默认生成的函数，也就是该函数不可用unique_ptr(const unique_ptr<T> &p) = delete;unique_ptr<T> &operator=(const unique_ptr<T> & p) = delete;
};
int main(){int *p = new int(10);unique_ptr<int> u_ptr = p;cout << "u_ptr的值是： " << *u_ptr << endl;cout << "--------------------------------------------------" << endl;//unique_ptr<int> u_ptr2 = u_ptr;//报错，无法调用复制构造函数//unique_ptr<int> u_ptr3(u_ptr);//报错，无法调用复制构造函数system("pause");return 0;}

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