智能指針shared_ptr的用法

　　為瞭解決C++記憶體泄漏的問題，C++11引入了智能指針（Smart Pointer）。

　　智能指針的原理是，接受一個申請好的記憶體地址，構造一個保存在棧上的智能指針對象，當程式退出棧的作用域範圍後，由於棧上的變數自動被銷毀，智能指針內部保存的記憶體也就被釋放掉了，除非將智能指針保存起來。

　　C++11提供了三種智能指針：std::shared_ptr, std::unique_ptr, std::weak_ptr，使用時需添加頭文件<memory>。

　　shared_ptr使用引用計數，每一個shared_ptr的拷貝都指向相同的記憶體。每使用他一次，內部的引用技術加1，每析構一次，內部的引用計數減1，減為0時，刪除所指向的堆記憶體。

1. shared_ptr的基本用法

• 初始化

　　可以通過構造函數、std::make_shared<T>輔助函數和reset方法來初始化shared_ptr：

    std::shared_ptr<int> p(new int(1));

    std::shared_ptr<int> p2 = p;

    std::shared_ptr<int> p3 = std::make_shared<int>(5);

    std::shared_ptr<int> ptr;

    ptr.reset(new int(1));

    if (ptr) {

        cout << "ptr is not null";

    }

 　　註意，不能將一個原始指針直接賦值給一個智能指針，如下所示，原因是一個是類，一個是指針。

    std::shared_ptr<int> p4 = new int(1);// error

　　當智能指針中有值得時候，調用reset會使引用計數減1.

• 獲取原始指針　　

    std::shared_ptr<int> p4(new int(5));
    int *pInt = p4.get();

• 指定刪除器

　　智能指針可以指定刪除器，當智能指針的引用計數為0時，自動調用指定的刪除器來釋放記憶體。設置指定刪除器的一個原因是std::shared_ptr預設刪除器不支持數組對象，這一點需要註意。

　　2. 使用shared_ptr需要註意的問題

　　但凡一些高級的用法，使用時都有不少陷阱。

• 不要用一個原始指針初始化多個shared_ptr，原因在於，會造成二次銷毀，如下所示：

      int *p5 = new int;
      std::shared_ptr<int> p6(p5);
      std::shared_ptr<int> p7(p5);// logic error

• 不要在函數實參中創建shared_ptr。因為C++的函數參數的計算順序在不同的編譯器下是不同的。正確的做法是先創建好，然後再傳入。

    function(shared_ptr<int>(new int), g());

• 禁止通過shared_from_this()返回this指針，這樣做可能也會造成二次析構。
• 避免迴圈引用。智能指針最大的一個陷阱是迴圈引用，迴圈引用會導致記憶體泄漏。解決方法是AStruct或BStruct改為weak_ptr。

struct AStruct;
struct BStruct;

struct AStruct {
    std::shared_ptr<BStruct> bPtr;
    ~AStruct() { cout << "AStruct is deleted!"<<endl; }
};

struct BStruct {
    std::shared_ptr<AStruct> APtr;
    ~BStruct() { cout << "BStruct is deleted!" << endl; }
};

void TestLoopReference()
{
    std::shared_ptr<AStruct> ap(new AStruct);
    std::shared_ptr<BStruct> bp(new BStruct);
    ap->bPtr = bp;
    bp->APtr = ap;
}