智能指针：模拟实现auto_ptr，scoped_ptr，shared_ptr

RAII(Resource Acquisition Is Initialization)
资源分配即初始化，定义一个类来封装资源的分配和释放，在构造函数完成资源的分配和初始化，在析构函数完成资源的清理，可以保证资源的正确初始化和释放。
所谓智能指针就是智能/自动化的管理指针所指向的动态资源的释放。
STL--auto_ptr
Boost库的智能指针：scoped_ptr/scoped_array/shared_ptr/shared_array/weak_ptr/intrusive_ptr.
（ps:新的C++11标准中智能指针：模拟实现auto_ptr，scoped_ptr，shared_ptr已经引入了unique_ptr/shared_ptr/weak_ptr）
常见的智能指针有：auto_ptr/scoped_ptr/scoped_array/shared_ptr/shared_array。由于scoped_array和scoped_ptr比较类似，shared_array和shared_ptr又比较类似，所以我们只实现auto_ptr/scoped_ptr/shared_ptr。
下面介绍三种智能指针auto_ptr，scoped_ptr，shared_ptr。
智能指针的基本特点：
1）智能指针管理的是一块内存的释放。
2）智能指针是一个类，有类似指针的功能。
1、AutoPtr
首先auto_ptr的成员变量主要有T* _ptr,bool _owner时,主要实现原理是在构造对象时赋予其管理空间的所有权，在析构函数中通过_owner的真否来释放所有权，并且在拷贝或赋值后通过将_owner设为false,转移空间的所有权。但是此做法存在一些问题，主要问题是如果拷贝出来的对象比原来的对象出作用域，则原来的对象的_owner虽然为false，但会访问一块已经释放的一块空间。
改进后还是管理空间的所有权转移，但这种实现方法中没有_owner。构造和析构和上述实现方法类似，但拷贝和赋值后直接将_ptr赋为空，禁止其在访问原来的内存空间。

//智能指针AutoPtr
template<class T>
class AutoPtr
{
public:
AutoPtr(T* ptr)
:_ptr(ptr)
{}
AutoPtr(AutoPtr<T> &ap)
:_ptr(ap._ptr)
{//拷贝后将原有指向同一块内存的指针置空
ap._ptr = NULL;
}
AutoPtr<T>& operator=(AutoPtr<T> &ap)
{
if (this != &ap)
{
delete _ptr;
_ptr = ap._ptr;
ap._ptr = NULL;
}
return *this;
}
T& operator*()
{
return *_ptr;
}
T* GetPtr()//返回原指针_ptr
{
return  _ptr;
}
T* operator->()
{
return _ptr;
}
~AutoPtr()
{
cout << "~AutoPtr()" << endl;
if (_ptr)
{
delete _ptr;
_ptr = NULL;
}
}
private:
T* _ptr;
};

2、ScopedPtr
因为智能指针容易出现拷贝时释放两次的情况，所以ScopedPtr主要是进行防止拷贝，防止拷贝的两条必须要满足的条件是：
1）设置保护限定符;2）对拷贝构造函数和赋值运算符重载进行之声明不定义。
如没有设置保护限定符，若在类外进行定义后，则会出现问题，所以说这两个条件是必不可少的。这样就能够避免上面所出现的问题，但是这样就造成了它在功能上的缺陷。

3、SharedPtr
SharedPtr指针主要的原理是利用引用计数的浅拷贝来实现，通过多开辟4个字节的方式，存储引用计数，当有指针指向这块空间时，引用计数+1。如若析构时，先将这块空间的引用计数降为1，然后在进行析构，避免了析构多次的问题。
//智能指针SharedPtr
template<class T>
class SharedPtr
{
public:
SharedPtr()
:_ptr(NULL)
, _pCount(new long(1))
{}
SharedPtr(T* ptr)
:_ptr(ptr)
, _pCount(new long(1))
{}
//----引用计数浅拷贝
SharedPtr(const SharedPtr<T> &sp)
:_ptr(sp._ptr)
, _pCount(sp._pCount)
{
++(*_pCount);
}
SharedPtr<T>& operator=(const SharedPtr<T> &sp)
{
if (this != &sp)
{
Release();
_ptr = sp._ptr;
_pCount = sp._pCount;
++(*_pCount);
}
return *this;
}
////用深拷贝
////传统写法
//SharedPtr<T>& operator=(const SharedPtr<T>& sp)
//{
//	if (this != &sp)
//	{
//		SharedPtr<T> tmp(sp);
//		swap(_ptr, tmp._ptr);
//		swap(_pCount, tmp._pCount);
//	}
//	return *this;
//}
//现代写法
//SharedPtr<T>& operator=(SharedPtr<T> sp)
//{
//	swap(_ptr, sp._ptr);
//	swap(_pCount, sp._pCount);
//	return *this;
//}
~SharedPtr()
{
cout << "~SharedPtr()" << endl;
Release();
}
T& operator*()
{
return *_ptr;
}
T* GetPtr()//返回原指针_ptr
{
return  _ptr;
}
T* operator->()
{
return _ptr;
}
long GetCount()//返回同一内存的指向数
{
return *_pCount;
}
void Release()//释放内存
{
if (--(*_pCount) == 0)
{
delete _ptr;
delete _pCount;
_ptr = NULL;
_pCount = NULL;
}
}
private:
T* _ptr;
long* _pCount;
};
测试用例如下：
void  Test()
{
AutoPtr<int> ap1(new int(3));
AutoPtr<int> ap2 = ap1;
AutoPtr<int> ap3(new int(5));
ap3 = ap2;

ScopedPtr<int> sp1(new int(3));
//防拷贝
//ScopedPtr<int> sp2 = sp1;
//sp2 = sp1;

SharedPtr<int> shp1(new int(3));
SharedPtr<int> shp2 = shp1;
SharedPtr<int> shp3(new int(5));
shp3 = shp1;
*shp1 = 6;
cout << &shp1 << endl;
cout << shp1.GetCount() << endl;
cout << *(shp1.GetPtr()) << endl;//输出_ptr的值
cout << *(shp1.operator->()) << endl;//输出_ptr的值

SharedPtr<Node> shpNode(new Node);
shpNode->_data = 10;
cout << shpNode->_data << endl;
}

struct Node
{
int _data;
Node* _next;
};

然而上面用引用计数实现的简化版看起来不错，但却存在一些问题，具体关注本人博客。
【小知识】模板的分离编译
1、在模板头文件 xxx.h 里面显示实例化->模板类的定义后面添加 template class SeqList<int >; 一般不推荐这种方法，一方面老编译器可能不支持，另一方面实例化依赖调用者。（不推荐）
2、将声明和定义放到一个文件 "xxx.hpp" 里面，推荐使用这种方法。
以上是本人对智能指针的一些认识，如有不足，请多指教。
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