auto_ptr, unique_ptr, shared_ptr and weak_ptr智能指针讲解

笔者介绍：姜雪伟，IT公司技术合伙人，IT高级讲师，CSDN社区专家，特邀编辑，畅销书作者，已出版书籍：《手把手教你架构3D游戏引擎》电子工业出版社和《Unity3D实战核心技术详解》电子工业出版社等。CSDN视频网址：http://edu.csdn.net/lecturer/144 C ++库提供以下类型的智能指针的实现： auto_ptr
unique_ptr
shared_ptr
weak_ptr
    它们都是在内存头文件中声明。

auto_ptr

从C ++ 11开始，此类模板已被弃用。 unique_ptr是具有相似功能但具有改进的安全性的新工具。
auto_ptr是一个智能指针，用于管理通过新表达式获取的对象，并在auto_ptr本身被销毁时删除该对象。
当使用auto_ptr类描述一个对象时，它存储一个指向单个分配对象的指针，该对象可以确保当它超出范围时，它指向的对象必须被自动销毁。 它基于独占所有权模式，即同一类型的两个指针不能同时指向相同的资源。 如下面的程序所示，复制或分配指针会更改所有权，即源指针必须赋予目标指针所有权。


#include<iostream>
#include<memory>
using namespace std;

class A
{
public:
void show() { cout << "A::show()" << endl; }
};

int main()
{
// p1 is an auto_ptr of type A
auto_ptr<A> p1(new A);
p1 -> show();

// returns the memory address of p1
cout << p1.get() << endl;

// copy constructor called, this makes p1 empty.
auto_ptr <A> p2(p1);
p2 -> show();

// p1 is empty now
cout << p1.get() << endl;

// p1 gets copied in p2
cout<< p2.get() << endl;

return 0;
}Output:A::show()
0x1b42c20
A::show()
0
0x1b42c20auto_ptr的拷贝构造函数和赋值运算符实际上并没有复制存储的指针，而是将它们传输出去，使第一个auto_ptr对象变为空。 这是实现严格所有权的一种方法，因此只有一个auto_ptr对象可以在任何给定时间拥有该指针，即在需要复制语义的情况下不应使用auto_ptr。

unique_ptr

std :: unique_ptr是在C ++ 11中开发的，用于替代std :: auto_ptr。unique_ptr是具有类似功能的新工具，但具有改进的安全性（无假拷贝分配），添加功能（删除器）和数组支持。 它是一个原始指针的容器。 它明确地防止复制其包含的指针，正如正常赋值那样会发生，即它只允许底层指针的一个所有者。
所以，当使用unique_ptr时，在任何一个资源上最多只能有一个unique_ptr，当该unique_ptr被破坏时，该资源将被自动声明。 另外，由于任何资源只能有一个unique_ptr，所以任何创建unique_ptr副本的尝试将导致编译时错误。 unique_ptr<A> ptr1 (new A);

// Error: can't copy unique_ptr
unique_ptr<A> ptr2 = ptr1; 但是，unique_ptr可以使用新的语义，即使用std :: move（）函数将包含的指针的所有权转移到另一个unique_ptr。
// Works, resource now stored in ptr2
unique_ptr<A> ptr2 = move(ptr1); 所以，最好使用unique_ptr，当我们想要一个指向一个对象的指针，当该单个指针被销毁时将被回收。

// C++ program to illustrate the use of unique_ptr
#include<iostream>
#include<memory>
using namespace std;

class A
{
public:
void show()
{
cout<<"A::show()"<<endl;
}
};

int main()
{
unique_ptr<A> p1 (new A);
p1 -> show();

// returns the memory address of p1
cout << p1.get() << endl;

// transfers ownership to p2
unique_ptr<A> p2 = move(p1);
p2 -> show();
cout << p1.get() << endl;
cout << p2.get() << endl;

// transfers ownership to p3
unique_ptr<A> p3 = move (p2);
p3->show();
cout << p1.get() << endl;
cout << p2.get() << endl;
cout << p3.get() << endl;

return 0;
}

Output:A::show()
0x1c4ac20
A::show()
0 // NULL
0x1c4ac20
A::show()
0 // NULL
0 // NULL
0x1c4ac20下面的代码返回一个资源，如果我们没有显式捕获返回值，资源将被清除。 如果我们这样做，那么我们拥有该资源的独占所有权， 这样我们可以将unique_ptr看作更安全，更好的替换auto_ptr。
unique_ptr<A> fun()
{
unique_ptr<A> ptr(new A);

/* ...
... */

return ptr;
}何时使用unique_ptr？
当您想拥有资源的唯一所有权（Exclusive）时，请使用unique_ptr， 只有一个unique_ptr可以指向一个资源， 因为单个资源可以有一个unique_ptr，所以不可能将一个unique_ptr复制到另一个。

shared_ptr

shared_ptr是原始指针的容器。 它是一个引用计数模型，即它与shared_ptr的所有副本合作维护其包含的指针的引用计数。 因此，每当一个新的指针指向资源时，计数器就会递增，当调用对象的析构函数时递减计数器。

引用计数：这是一种将资源数量，指针或句柄存入资源（如对象，内存块，磁盘空间或其他资源）的技术。

引用计数大于0，直到所有的shared_ptr副本都被删除，所包含的原始指针引用的对象将不会被销毁。因此，当我们要为一个原始指针分配给多个所有者时，我们应该使用shared_ptr。 何时使用shared_ptr？

weak_ptr

什么时候使用weak_ptr？
本篇博客主要是给读者对智能指针的使用做一个总结。。。。。。。。