C 學習筆記之智慧型指標

眾所周知，c++中最讓程式設計師頭疼的就是關於記憶體的問題，其中不外乎以下幾點：

1. 緩衝區溢位

2. 野指標

3. 重複釋放記憶體

4. 不配對的new/delete

5. 記憶體洩露

其中大多數的問題都是對指標的不正確使用帶來的。為此c++標準庫中對原始指標做了一些封裝，比如auto_ptr，使得指標更容易使用，但是還是存在眾多不足。而在boost庫中，對原始指標做了更多的封裝，彌補了auto_ptr的不足，所以下面介紹的是boost庫中的幾個智慧型指標。

定義：類似於auto_ptr的智慧型指標，它包裝了new操作符在堆上分配的動態物件，能夠保證動態建立的物件在任何時候都可以被正確地刪除，只能在被宣告的作用域內使用。

用法：

#include 
using
namespace boost;
scoped_ptr sp(new
string("text"));

與auto_ptr的區別：scoped_ptr的所有權更加嚴格，一旦scoped_ptr獲取了物件的管理權就不能轉讓出去了（因為拷貝建構函式和賦值操作符都被宣告為私有）。而auto_ptr的所有權可以轉讓，比如：

auto_ptr
ap(new
string("test");
scoped_ptr sp1(ap); // ap已經把所有權讓給sp1了。
scoped_ptr sp2 = sp1; // 編譯錯誤，sp1的所有權不能轉讓。

定義：類似於scoped_ptr，但它包裝了new操作符在堆上分配的動態陣列，為動態陣列提供了乙個**，保證可以正確地釋放記憶體。它也不能拷貝、賦值。只能在被宣告的作用域內使用。

用法：

#include 
using
namespace boost;
scoped_array sa(new
int[100]);

不足：

1. scoped_array過載了操作符，所有可以像陣列一樣用獲取索引處的值，但是它並沒有提供陣列範圍的檢查，超出索引會引發未定義的行為發生。

2. 不能動態增長，也沒有迭代器支援，不能搭配stl演算法。

建議：要使用陣列語意時，不推薦用scoped_array，而應該用vector，它支援動態增長，且有豐富的成員函式來操縱資料。

定義：shared_ptr是乙個最像指標的「智慧型指標」，它和scoped_ptr一樣，包裝了new操作符在堆上分配的動態物件，但它實現的是引用計數型的智慧型指標，可以被自由的拷貝和賦值，在任意的地方共享它。

用法：

#include 
using
namespace boost;
shared_ptr
sp(new
int(10));

另類用法：

1. 工廠函式，不需要呼叫new關鍵字

#include


shared_ptrsp = make_shared("make_shared"); 
shared_ptrspv = make_shared>(10,2);

2. 定製刪除器

shared_ptr(y *p, d d)用於在析構時呼叫d方法來操作p指標，即呼叫d(p)。比如，在釋放套接字時候，呼叫關閉套將字的方法：shared_ptr(socket,close);

3. 其他一切用到指標的設計模式

定義：類似於shared_ptr，但包裝了new操作符，同樣使用了引用計數。

用法：

int *p = new
int[100];
shared_array sa1(p);
shared_array sa2 = sa1;

注意：shared_array過載的不提供陣列索引的範圍檢查。建議使用shared_ptr或std::vector。

定義：為了配合shared_ptr而引入的一種智慧型指標，它更像乙個助手，它不具備普通指標的行為它的最大作用在於協助shared_ptr工作。它沒有過載operator*和->，這是特意的，因為它不共享指標，不能操作資源。

用法：

shared_ptr
sp(new
int(10));
weak_ptr wp(sp);
if ( !wp.expired() ) // 判斷wp觀察的物件是否失效