C++ 智能指針的模擬實現實例
1.引入
int main(){ int *p = new int; //裸指針 delete p; return 0;}在上面的代碼中定義了一個裸指針p，需要我們手動釋放。如果我們一不小心忘記釋放這個指針或者在釋放這個指針之前，發生一些異常，會造成嚴重的后果（內存泄露）。而智能指針也致力于解決這種問題，使程序員專注于指針的使用而把內存管理交給智能指針。
普通指針也容易出現指針懸掛問題，當有多個指針指向同一個對象的時候，如果某一個指針delete了這個對象，所以這個指針不會對這個對象進行操作，那么其他指向這個對象的指針呢？還在等待已經被刪除的基礎對象并隨時準備對它進行操作。于是懸垂指針就形成了，程序崩潰也“指日可待”。
int main(){ int *p1 = new int(2); int *p2 = p1; int *p3 = p2; cout<<*p1<<endl; cout<<*p2<<endl; cout<<*p3<<endl; delete p1; cout<<*p2<<endl; return 0;}輸出結果
222-572662307
輸出的結果*p2的結果并不是期待中2，因為2早已經被刪除了。
智能指針
智能指針是一個類，它把普通指針封裝起來，能實現和普通指針同樣的功能。不同的是智能指針能夠對內存進行自動管理，利用類對象出了作用域會調用析構函數，把對指針的釋放寫在析構函數中，避免出現懸掛指針的情況。
智能指針(smart pointer)是存儲指向動態分配（堆）對象指針的類，用于生存期控制，能夠確保自動正確的銷毀動態分配的對象，防止內存泄露。它的一種通用實現技術是使用引用計數(reference count)。智能指針類將一個計數器與類指向的對象相關聯，引用計數跟蹤該類有多少個對象共享同一指針。每次創建類的新對象時，初始化指針并將引用計數置為1；當對象作為另一對象的副本而創建時，拷貝構造函數拷貝指針并增加與之相應的引用計數；對一個對象進行賦值時，賦值操作符減少左操作數所指對象的引用計數（如果引用計數為減至0，則刪除對象），并增加右操作數所指對象的引用計數；調用析構函數時，構造函數減少引用計數（如果引用計數減至0，則刪除基礎對象）。
智能指針就是模擬指針動作的類。所有的智能指針都會重載 -> 和 * 操作符。智能指針還有許多其他功能，比較有用的是自動銷毀。這主要是利用棧對象的有限作用域以及臨時對象（有限作用域實現）析構函數釋放內存。當然，智能指針還不止這些，還包括復制時可以修改源對象等。智能指針根據需求不同，設計也不同（寫時復制，賦值即釋放對象擁有權限、引用計數等，控制權轉移等）。auto_ptr 即是一種常見的智能指針。
智能指針的實現(用類模板實現）
class Test{public: Test() { cout<<"Test()"<<endl; } ~Test() { cout<<"~Test()"<<endl; } void func() { cout<<"call Test::func()"<<endl; }};template<typename T>class CSmartptr{public: CSmartptr(T *ptr):_ptr(ptr) {cout<<"CSmartptr()"<<endl;} CSmartptr(const CSmartptr<T> &other) { _ptr = new T; *ptr = *other._ptr; } ~CSmartptr() { cout<<"~CSmartptr()"<<endl; delete _ptr; } void relase() const { ((CSmartptr<T> *)this)->owns = false; } T& operator*() { return *_ptr; } const T& operator*()const {return *_ptr;} T *operator->() { return _ptr; } const T *operator->()const {return _ptr;}private: T *_ptr;};int main(){ CSmartptr<int> p1(new int); *p1 = 200; CSmartptr<Test> p2(new Test); p2->func(); return 0;}模擬實現auto_ptr
template<typename T>class CSmartptr{public: CSmartptr(T *ptr):_ptr(ptr),owns(true){cout<<"CSmartptr()"<<endl;} CSmartptr(const CSmartptr<T> &other) { other.relase(); _ptr = other._ptr; } ~CSmartptr() { cout<<"~CSmartptr()"<<endl; if( owns == true) { cout<<"~CSmartptr()"<<endl; delete _ptr; } } void relase() const { ((CSmartptr<T> *)this)->owns = false; } T& operator*() { return *_ptr; } const T& operator*()const {return *_ptr;} T *operator->() { return _ptr; } const T *operator->()const {return _ptr;}private: T *_ptr; bool owns; //標志位 ,控制一個資源的訪問權限};int main(){ CSmartptr<int> p1(new int); *p1 = 200; CSmartptr<Test> p2(new Test); p2->func(); return 0;}帶有引用計數的智能指針（方便對資源的管理和釋放）
class CHeapTable{public: static CHeapTable& getInstance() { return mHeapTable; } //增加引用計數 void addRef(void *ptr) { pthread_mutex_lock(mutex); list<Node>::iterator it = find(mList.begin(), mList.end(), ptr); // Node == Node it->mpaddr if(it == mList.end()) { mList.push_front(ptr); cout<<"new addr:"<<ptr<<" ref:"<<1<<endl; } else { it->mcount++; cout<<"add addr:"<<ptr<<" ref:"<<it->mcount<<endl; } pthread_mutex_unlock(mutex); } //減少引用計數的 void delRef(void *ptr) { list<Node>::iterator it = find(mList.begin(), mList.end(), ptr); if(it != mList.end()) { it->mcount--; cout<<"del addr:"<<ptr<<" ref:"<<it->mcount<<endl; if(it->mcount == 0) { mList.erase(it); } } } //獲取引用計數的 int getRef(void *ptr) { list<Node>::iterator it = find(mList.begin(), mList.end(), ptr); if(it != mList.end()) { return it->mcount; } return 0; }private: CHeapTable(){} static CHeapTable mHeapTable; struct Node { Node(void *ptr=NULL):mpaddr(ptr),mcount(1){} bool operator==(const Node &src) { return mpaddr == src.mpaddr; } void *mpaddr; //標識堆內存資源 int mcount; //標識資源的引用計數 }; list<Node> mList;};CHeapTable CHeapTable::mHeapTable;template<typename T>class CSmartPtr{public: CSmartPtr(T *ptr = NULL) :mptr(ptr) { if(mptr != NULL) { addRef(); } } ~CSmartPtr() { delRef(); if(0 == getRef()) { delete mptr; mptr = NULL; } } CSmartPtr(const CSmartPtr<T> &src) :mptr(src.mptr) { if(mptr != NULL) { addRef(); } } CSmartPtr<T>& operator=(const CSmartPtr<T> &src) { if(this == &src) return *this; delRef(); if(0 == getRef()) { delete mptr; mptr = NULL; } mptr = src.mptr; if(mptr != NULL) { addRef(); } } T& operator*(){return *mptr;} const T& operator*()const{return *mptr;} T* operator->(){return mptr;} const T* operator->()const{return mptr;} void addRef(){mHeapTable.addRef(mptr);} void delRef(){mHeapTable.delRef(mptr);} int getRef(){return mHeapTable.getRef(mptr);}private: T *mptr; static CHeapTable &mHeapTable;};template<typename T>CHeapTable& CSmartPtr<T>::mHeapTable = CHeapTable::getInstance();以上就是智能指針的實例詳解，如有疑問請留言或者到本站社區交流討論，感謝閱讀，希望能幫助到大家，謝謝大家對本站的支持
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