C++11特性 - Smart Pointers 智能指针

已经有成千上万的文章讨论这个问题了，所以我只想说：现在能使用的，带引用计数，并且能自动释放内存的智能指针包括以下几种：

unique_ptr: 如果内存资源的所有权不需要共享，就应当使用这个（它没有拷贝构造函数），但是它可以转让给另一个unique_ptr（存在move构造函数）。

shared_ptr: 如果内存资源需要共享，那么使用这个（所以叫这个名字）。

weak_ptr: 持有被shared_ptr所管理对象的引用，但是不会改变引用计数值。它被用来打破依赖循环（想象在一个tree结构中，父节点通过一个共享所有权的引用(chared_ptr)引用子节点，同时子节点又必须持有父节点的引用。如果这第二个引用也共享所有权，就会导致一个循环，最终两个节点内存都无法释放）。

另一方面，auto_ptr已经被废弃，不会再使用了。

什么时候使用unique_ptr，什么时候使用shared_ptr取决于对所有权的需求，我建议阅读以下的讨论：http://stackoverflow.com/questions/15648844/using-smart-pointers-for-class-members

以下第一个例子使用了unique_ptr。如果你想把对象所有权转移给另一个unique_ptr，需要使用std::move。在所有权转移后，交出所有权的智能指针将为空，get()函数将返回nullptr。

void foo(int* p)
{
std::cout << *p << std::endl;
}
std::unique_ptr<int> p1(new int(42));
std::unique_ptr<int> p2 = std::move(p1);
// transfer ownership

if(p1)
foo(p1.get());

(*p2)++;

if(p2)
foo(p2.get());

第二个例子展示了shared_ptr。用法相似，但语义不同，此时所有权是共享的。

void foo(int* p)
{
}
void bar(std::shared_ptr<int> p)
{
++(*p);
}
std::shared_ptr<int> p1(new int(42));
std::shared_ptr<int> p2 = p1;

bar(p1);
foo(p2.get());

第一个声明和以下这行是等价的：

auto p3 = std::make_shared<int>(42);

make_shared<T>是一个非成员函数，使用它的好处是可以一次性分配共享对象和智能指针自身的内存。而显示地使用shared_ptr构造函数来构造则至少需要两次内存分配。除了会产生额外的开销，还可能会导致内存泄漏。在下面这个例子中，如果seed()抛出一个错误就会产生内存泄漏。

void foo(std::shared_ptr<int> p, int init)
{
*p = init;
}
foo(std::shared_ptr<int>(new int(42)), seed());

如果使用make_shared就不会有这个问题了。第三个例子展示了weak_ptr。注意，你必须调用lock()来获得被引用对象的shared_ptr，通过它才能访问这个对象。

auto p = std::make_shared<int>(42);
std::weak_ptr<int> wp = p;

{
auto sp = wp.lock();
std::cout << *sp << std::endl;
}

p.reset();

if(wp.expired())
std::cout << "expired" << std::endl;

如果你试图锁定(lock)一个过期（指被弱引用对象已经被释放）的weak_ptr，那你将获得一个空的shared_ptr.