shared_ptr的相關使用

shared_ptr簡介

shared_ptr是一個**标準的共享所有權的智能指針。**它允許多個指針指向同一個對象，定義在memory檔案内，命名空間為std。

shared_ptr最初實作于Boost庫中，後由C++11引入到C++ STL。

shared_ptr利用引用計數的方式實作了對所管理的對象的所有權的分享，即：

• 允許多個shared_ptr共同管理同一個對象。

shared_ptr是為了解決auto_ptr在對象所有權上的局限性而提出的（auto_ptr是獨占的），使用引用計數的機制的同時，提供了可共享所有權的智能指針。這種額外的機制，需要額外的代價：

• shared_ptr對象除了包括一個所擁有的對象的指針外，還必須包括一個引用計數代理對象的指針。
• 時間上，開銷主要消耗在初始化和拷貝操作上。

shared_ptr的使用

shared_ptr多個指針指向同一個對象，每一個shared_ptr的拷貝都會指向相同的記憶體。

• 每使用一次，内部的引用計數就加一；
• 每析構一次，内部的引用次數就減一；當減為0時，将會自動删除所指向的堆記憶體。

shared_ptr内部的引用計數是線程安全的，但是對象的讀取需要加鎖。

• 初始化。智能指針是一個模闆類，可以指定類型，傳入指針并通過構造函數初始化。也可以通過make_shared函數初始化。不能将指針直接指派給一個智能指針，因為一個是類，一個是指針。例如，

  shared_ptr<int> p = new int(1);

  的寫法就是錯誤的。
• 拷貝與指派。拷貝操作使得對象的引用計數增加1，指派操作使得原對象引用計數減一，當計數為0是，自動釋放記憶體。
• get函數用于擷取原始指針。
• 不能用一個原始指針初始化多個shared_ptr，否則會造成二次釋放同一記憶體。
• 注意避免循環引用。shared_ptr的一個最大的陷阱就在于循環引用，循環、循環引用将會導緻堆記憶體無法正确釋放，進而導緻記憶體洩漏。

#include <iostream>
#include <memory>

int main()
{
	int a = 10;
    std::shared_ptr<int> ptra = std::make_shared<int>(a);
    std::shared_ptr<int> ptra2(ptra); //copy
    std::cout << ptra.use_count() << std::endl;

    int b = 20;
    int *pb = &a;
    //std::shared_ptr<int> ptrb = pb;  //error
    std::shared_ptr<int> ptrb = std::make_shared<int>(b);
    ptra2 = ptrb; //assign
    pb = ptrb.get(); //擷取原始指針

    std::cout << ptra.use_count() << std::endl;
    std::cout << ptrb.use_count() << std::endl;
}
           

參考文章：

C++11中智能指針的原理、使用、實作