C++面试题（四）——智能指针的原理和实现

C++面试题（一）、（二）和（三）都搞定的话，恭喜你来到这里，这基本就是c++面试题的最后一波了。

1，你知道智能指针吗？智能指针的原理。

2，常用的智能指针。

3，智能指针的实现。

　　1答案：智能指针是一个类，这个类的构造函数中传入一个普通指针，析构函数中释放传入的指针。智能指针的类都是栈上的对象，所以当函数（或程序）结束时会自动被释放，

2， 最常用的智能指针：

1）std::auto_ptr，有很多问题。 不支持复制（拷贝构造函数）和赋值（operator =），但复制或赋值的时候不会提示出错。因为不能被复制，所以不能被放入容器中。

2) C++11引入的unique_ptr， 也不支持复制和赋值，但比auto_ptr好，直接赋值会编译出错。实在想赋值的话，需要使用：std::move。

例如：

std::unique_ptr<int> p1(new int(5));

std::unique_ptr<int> p2 = p1; // 编译会出错

std::unique_ptr<int> p3 = std::move(p1); // 转移所有权, 现在那块内存归p3所有, p1成为无效的指针.

3) C++11或boost的shared_ptr，基于引用计数的智能指针。可随意赋值，直到内存的引用计数为0的时候这个内存会被释放。

4）C++11或boost的weak_ptr，弱引用。 引用计数有一个问题就是互相引用形成环，这样两个指针指向的内存都无法释放。需要手动打破循环引用或使用weak_ptr。顾名思义，weak_ptr是一个弱引用，只引用，不计数。如果一块内存被shared_ptr和weak_ptr同时引用，当所有shared_ptr析构了之后，不管还有没有weak_ptr引用该内存，内存也会被释放。所以weak_ptr不保证它指向的内存一定是有效的，在使用之前需要检查weak_ptr是否为空指针。

3， 智能指针的实现

下面是一个基于引用计数的智能指针的实现，需要实现构造，析构，拷贝构造，=操作符重载，重载*-和>操作符。

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template <typename T>

class SmartPointer {

public:

//构造函数

SmartPointer(T* p=0): _ptr(p), _reference_count(new size_t){

if(p)

*_reference_count = 1;

else

*_reference_count = 0;

}

//拷贝构造函数

SmartPointer(const SmartPointer& src) {

if(this!=&src) {

_ptr = src._ptr;

_reference_count = src._reference_count;

(*_reference_count)++;

}

}

//重载赋值操作符

SmartPointer& operator=(const SmartPointer& src) {

if(_ptr==src._ptr) {

return *this;

}

releaseCount();

_ptr = src._ptr;

_reference_count = src._reference_count;

(*_reference_count)++;

return *this;

}



//重载操作符

T& operator*() {

if(ptr) {

return *_ptr;

}

//throw exception

}

//重载操作符

T* operator->() {

if(ptr) {

return _ptr;

}

//throw exception

}

//析构函数

~SmartPointer() {

if (--(*_reference_count) == 0) {

delete _ptr;

delete _reference_count;

}

}

private:

T *_ptr;

size_t *_reference_count;

void releaseCount() {

if(_ptr) {

(*_reference_count)--;

if((*_reference_count)==0) {

delete _ptr;

delete _reference_count;

}

}

}

};



int main()

{

SmartPointer<char> cp1(new char('a'));

SmartPointer<char> cp2(cp1);

SmartPointer<char> cp3;

cp3 = cp2;

cp3 = cp1;

cp3 = cp3;

SmartPointer<char> cp4(new char('b'));

cp3 = cp4;

}

FROM: http://blog.csdn.net/worldwindjp/article/details/18843087