Chapter 11 : Smart Pointers¶

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Smart Pointers in Standard Library¶

在标准库中，有一些原始指针：

std::unique_ptr：独占所有权，不能被复制
- 支持移动操作（std::move），允许将所有权从一个 std::unique_ptr 转移到另一个。当所有权转移后，原 std::unique_ptr 不再指向该对象
std::shared_ptr：共享所有权，可以被复制
- 它内部通过引用计数(reference count) 机制来跟踪有多少个 std::shared_ptr 实例正共享该对象
- 引用计数：
  - 当一个新的 std::shared_ptr 指向该对象（例如通过拷贝构造或赋值），引用计数会增加
  - 当一个 std::shared_ptr 被销毁或不再指向该对象时，引用计数会减少
- 自动销毁：只有当最后一个指向对象的 std::shared_ptr 被销毁，使得引用计数降为零时，该对象才会被自动删除
std::weak_ptr：不拥有所有权，不能被复制
std::auto_ptr：过时的智能指针，不能被复制，在 C++11 中被删除

Example

假如我们有以下代码：

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

struct Resource{
    int data;
    Resource(int d = 0): data(d) {}
    ~Resource(){
        cout << "Resource destroyed, data = " << data << endl;
    }
};

int main(){
    {
        unique_ptr<Resource> p1(new Resource);
        unique_ptr<Resource> p2(new Resource(7));
        cout << "p1->data = " << p1->data << endl;

        p1 = p2;
    }
    cout << "\nbefore quit..." << endl;
}

编译运行会发现会报错：

这是因为 std::unique_ptr 不允许被复制，只能转移所有权，我们用 std::move 函数可以转移：

int main(){
    {
        cout << "--- before move ---" << endl;
        unique_ptr<Resource> p1(new Resource);
        unique_ptr<Resource> p2(new Resource(7));
        cout << "p1 = " << p1.get() << endl;
        cout << "p1->data = " << p1->data << endl;
        cout << "p2 = " << p2.get() << endl;
        cout << "p2->data = " << p2->data << endl;

        p1 = std::move(p2);

        cout << "--- after move ---" << endl;
        cout << "p1 = " << p1.get() << endl;
        cout << "p1->data = " << p1->data << endl;
        cout << "p2 = " << p2.get() << endl;
        cout << "p2->data = " << p2->data << endl;
    }
    cout << "\nbefore quit..." << endl;
}

但是会出现 Segmentation Fault：

这是因为 std::move 只是转移了所有权，p2 变成了空指针，所以不能再访问 p2->data

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