C++ 智能指针shared_ptr、weak

Counter类

Counter对象的目地就是用来申请一个块内存来存引用计数和弱引用计数。shareCount是SharedPtr的引用计数，weakCount是弱引用计数。

当shareCount为0时，删除T*对象。
当weakCount为0同时shareCount为0时，删除Counter*对象。

Counter实现如下：

class Counter
{public:int shareCount = 0;int weakCount = 0;
};

SharedPtr类

主要的成员函数包括：

默认构造函数
参数为T*的explicit单参数构造函数
参数为WeakPtr&的explicit单参数构造函数
拷贝构造函数
拷贝赋值函数
析构函数
隐式类型转换操作符 operator bool ()
operator -> ()
operator * ()
reset()
get()
use_count()

SharedPtr实现如下：

template<class T> class WeakPtr;
template<class T> class SharedPtr
{public:friend class WeakPtr<T>; //方便weak_ptr与share_ptr设置引用计数和赋值。SharedPtr(): m_pResource(nullptr), m_pCounter(nullptr){}explicit SharedPtr(T* pResource = nullptr) // 禁止隐式装换: m_pResource(pResource), m_pCounter(nullptr){if (m_pResource != nullptr){m_pCounter = new Counter;m_pCounter->shareCount = 1;}}SharedPtr(const WeakPtr<T>& other) // 供WeakPtr的lock()使用: m_pResource(other.m_pResource), m_pCounter(other.m_pCounter){if (m_pCounter != nullptr && 0 == m_pCounter->shareCount){m_pResource = nullptr; }}SharedPtr(const SharedPtr<T>& other): m_pResource(other->m_pResource), m_pCounter(other->m_pCounter){if (m_pCounter != nullptr) {++(m_pCounter->shareCount); // 增加引用计数}}SharedPtr<T>& operator = (const SharedPtr<T>& other){if (this == &other) return *this;release();m_pCounter = other.m_pCounter;m_pResource = other.m_pResource;if (m_pCounter != nullptr) {++(m_pCounter->shareCount); // 增加引用计数}return *this;}~SharedPtr(){release();}T& operator bool(){return m_pResource != nullptr;}T& operator * (){// 如果nullptr == m_pResource，抛出异常return *m_pResource;}T* operator -> (){return m_pResource;}void Reset(T* pOther = nullptr){release();m_pResourse = pOther;if (m_pResourse != nullptr){m_pCounter = new Counter();m_pCounter->shareCount = 1;}}T* get(){return m_pResource;}int use_count(){return (m_pCounter != nullptr) ? m_pCounter->shareCount : 0;}private:void release(){if (nullptr == m_pCounter) return;// T*肯定由SharedPtr释放，Counter*如果没有WeakPtr，也由SharedPtr释放--m_pCounter->shareCount;if (0 == m_pCounter->shareCount){delete m_pResource;m_pResource = nullptr;if (0 == m_pCounter->weakCount){delete m_pCounter;m_pCounter = NULL;}}}public:T* m_pResource = nullptr;Counter* m_pCounter = nullptr;
};

WeakPtr类

主要的成员函数包括：

默认构造函数
参数为SharedPtr&的explicit单参数构造函数
拷贝构造函数
拷贝赋值函数
析构函数
lock()函数：取指向的SharePtr，如果未指向任何SharePtr，或者已被析构，返回指向nullptr的SharePtr
expired()函数：是否指向SharePtr，如果指向Share Ptr其是否已经析构
release()函数

WeakPtr实现如下：

template<class T> class WeakPtr
{public:friend class SharedPtr<T>;//方便weak_ptr与share_ptr设置引用计数和赋值。WeakPtr(): m_pResource(nullptr), m_pCounter(nullptr){}WeakPtr(SharedPtr<T>& other) : m_pResource(other.m_pResource), m_pCounter(other.m_pCounter){if (m_pCounter != nullptr){++(m_pCounter->weakCount);}}WeakPtr(WeakPtr<T>& other): m_pResource(other.m_pResource), m_pCounter(other.m_pCounter){if (m_pCounter != nullptr){++(m_pCounter->weakCount);}}WeakPtr<T>& operator = (WeakPtr<T>& other){if (this == &other) return *this;release();m_pCounter = other.m_pCounter;m_pResource = other.m_pResource;if (m_pCounter != nullptr){++(m_pCounter->weakCount);}return *this;}WeakPtr<T>& operator =(SharedPtr<T>& other){release();m_pCounter = other.m_pCounter;m_pResource = other.m_pCounter;if (m_pCounter != nullptr){++(m_pCounter->weakCount);}return *this;}~WeakPtr(){release();}SharedPtr<T> lock(){return SharedPtr<T>(*this);}bool expired(){if (m_pCounter != nullptr && m_pCounter->shareCount > 0)return false;return true;}private:void release(){if (nullptr == m_PCounter) return;--m_pCounter->weakCount;if (0 == m_pCounter->weakCount && 0 == m_pCounter->shareCount) // 必须都为0才能删除{delete m_pCounter;m_pCounter = NULL;}}private:T* m_pResource; // 可能会成为悬挂指针 此时m_pCounter->shareCount = 0Counter* m_pCounter;
};

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