一、智能指针

在C++语言编程时，当类中有指针成员时，一般有两种方式来管理指针成员：一是采用值型的方式管理，每个类对象都保留一份指针指向的对象的拷贝；另一种更优雅的方式是使用智能指针，从而实现指针指向的对象的共享。智能指针(smart pointer)的一种通用实现技术是使用引用计数(reference count)。智能指针类将一个计数器与类指向的对象相关联，引用计数跟踪该类有多少个对象共享同一指针。每次创建类的新对象时，初始化指针并将引用计数置为1；当对象作为另一对象的副本而创建时，拷贝构造函数拷贝指针并增加与之相应的引用计数；对一个对象进行赋值时，赋值操作符减少左操作数所指对象的引用计数（如果引用计数为减至0，则删除对象），并增加右操作数所指对象的引用计数；调用析构函数时，析构函数减少引用计数（如果引用计数减至0，则删除基础对象）。

二、智能指针的一般实现

智能指针通常使用类模板来实现。模拟类指针的各种行为。但是，其最重要的作用是对类指针成员的管理，防止悬垂指针的出现。

template<class T>
class SmartPointer{
    public:
        SmartPointer(T *t):pt(t){}
        T& operator *(){ return *pt; }
        T* operator ->() { return pt; }
    private:
        T *pt;
};

三、引用计数的实现

为了实现引用计数，我们定义一个_counter类来记录引用次数，把_counter类的所有成员设定为private，因为其他的类型并不需要访问_counter，只有SmartPointer对其进行操作就行了，SmartPointer将设为其友元类。

class _counter{
    template<class T> friend class SmartPointer;
    _counter(int u):use(u){}
    ~_counter(){}
    int use;
};

在SmartPointer类中，保留_counter的指针。

template<class T>
class SmartPointer{
    public:
        SmartPointer(T *t):pc(new _counter(1)){
            cout<<"SmartPointer::SmartPointer() invoded use is: "<<pc->use<<endl;
            this->pt = t;
        }

        SmartPointer(SmartPointer<T> &rhs){
            this->pc = rhs.pc;
            this->pt = rhs.pt;
            this->pc->use++;
            cout<<"SmartPointer copy invoked use is: "<<pc->use<<endl;
        }

        ~SmartPointer(){
            pc->use--;
            cout<<"SmartPointer::~SmartPointer() invoded use is: "<<pc->use<<endl;
            if(pc->use == 0)
            {
                delete pt;
                delete pc;
            }
        }

        SmartPointer<T>& operator=(SmartPointer<T> rhs){
            if(rhs == *this){
                return *this;
            }

            this->pt = rhs.pt;
            this->pc = rhs.pc;
            this->pc->use++;
            cout<<"SmartPointer::operator=() invoked  use is: "<<pc->use<<endl;
            return *this;
        }

    private:
        T *pt;
        _counter* pc;
};

例如：我们有一个HasPtr类，其类成员中有一个为指针*p。

class HasPtr{
    public:
        HasPtr(int val):value(val),p(new int(3)){
            cout<<"HasPtr::HasPtr() invoked"<<endl;
        }
        ~HasPtr(){ delete p; cout<<"HasPtr::~HasPtr() invoded"<<endl;}

    private:
        int *p;
        int value;
};

如果如下调用：

HasPtr *php = new HasPtr(3);
SmartPointer<HasPtr> psp(php);
SmartPointer<HasPtr> npsp(psp);

我们现在有两个智能指针对象，指向同一个HasPtr对象，其模型如下：

_counter的use成员（引用计数）为2.

四、测试

int main(void)
{
    HasPtr *php = new HasPtr(3);
    SmartPointer<HasPtr> psp(php);
    SmartPointer<HasPtr> npsp(psp);
    SmartPointer<HasPtr> nnpsp = npsp;


    return 0;
}

使用gcc编译器，运行结果如下：

原文链接: https://www.cnblogs.com/dyllove98/archive/2013/06/16/3138862.html

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