智能指针

万众瞩目的C++11终于引入了全新的基于RAII的三个智能指针类——std::unique_ptr,std:: shared_ptr和std::weak_ptr

此系列博客将会一一介绍三种类，使用注意事项，以及关于Pimpl的编程原则

裸指针的问题

使用过C的朋友对指针肯定不陌生，在C中，指针提供了对机器底层的访问接口，这也使得C和其它语言在内存访问上有比较大的不同。

如果在C++中继续使用C风格的裸指针进行动态资源的管理，就会暴露出很多很多问题：

• 在声明一个裸指针时，并没有明确它应该指向一个单独的对象，还是一个数组，除非在变量名上显式写出

• 在声明裸指针时，没有提示是否应该在使用完成之后就立刻将之释放掉

• 即使我们知道了应该将之释放，我们也不知道应该如何操作，我们是应该使用`delete`操作符，还是应该调用一个专门的函数？

• 即使知道了应该使用`delete`操作符，那么是`delete`还是`delete[]`？错误调用会导致未定义行为

• 即使能确信，指针拥有其管理的对象，并且我们应该执行析构操作，但是要保证析构路上的所有代码都执行且只执行1次，仍然比较困难。未执行会导致资源回收失败，多此执行则会导致未定义行为

• 没有什么正确的方式能够检测出指针是否是悬空的(dangle)，也就是说无法断定其指向的内存是否已经被回收过了

虽然裸指针是一种强力的工具，近几十年的经验发现，只要在工程上稍微疏忽一下，裸指针就可以把人搞得晕头转向。

智能指针(Smart Pointer)是解决上述问题的一种方案之一。智能指针对裸指针进行了封装，它们的行为也被重载和包装得很像裸指针，但是规避了很多使用裸指针面临的风险。因此，学习了智能指针之后，在今后使用C++时，都应该优先选用智能指针，毕竟智能指针能做到几乎任何裸指针能做到的，但是犯错的几率会大大减少，但也只是减少。

C++11中一共有四种智能指针，std::auto_ptr, std::unique_ptr, std::shared_ptr, std::weak_ptr，它们都是为了管理动态资源而被设计出来的。具体地，它们保证动态对象在适当的时机以适当的方式析构（包括出现异常时），来防止资源泄露。

其中，std::auto_ptr是一个从C++98中残留下来的弃用特性，其自身在功能实现上，需要借助移动语义，但这是C++98并不具备的，所以通过拷贝的方式来做了变通，给人一种不伦不类的感觉。在C++11之后，其已经被std::unique_ptr取代，并且后者的能力更强。

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为什么要强调动态资源/动态对象？因为博主在知乎等平台上看到一些数落C++智能指针缺陷的人，有些人会往智能指针里扔一个栈上的地址，等栈被弹出之后来一句，现在内存不安全了。有时这种回答的排名还很靠前，具有很强的误导性。

int* func(){
	int tmep=123;
	return &temp;
}
void process(){
	auto ptr= std::make_shared<int>(func());
	std::cout<<*ptr;// ub
    /*
    This is not how we utilize smart pointers!!!
    */
}

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系列导航

Item18：使用std::unique_ptr来管理具备专属所有权的资源

Item19：使用std::shared_ptr来管理具备共享管理权的资源

Item20：对于类似std::shared_ptr但是可能空悬的指针，应当使用std::weak_ptr

Item21：优先使用std::make_unique和std::make_shared

Item22：使用Pimpl时，将特殊成员函数的定义放到实现文件中

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注

内容出自对于 Effective Modern C++^[1] Item18~22的学习笔记，并依照原文顺序组织

1. Effective Modern C++ by Scott Meyers(O’Reilly). Copyright 2015 Scott Meyers, 978-1-491-90399-5 ↩