C++ primer智能指针（HasPtr）实现

智能指针显然是C++吸引人的地方之一，必须掌握。看了《C++primer》，里面着重讲了智能指针的实现方式。

书中说到：

    “HasPtr(注：就是自定义的智能指针)在其它方面的行为与普通指针一致。具体而言，复制对象时，副本和原对象将指向同一基础对象。如果通过一个副本改变基础对象，则通过另一个对象访问的值也会改变。

      新的HasPtr类需要一个析构函数来删除指针。但是，析构函数不能无条件的删除指针。”

     条件就是引用计数。如果该对象被两个指针所指，那么删除其中一个指针，并不会调用该指针的析构函数，因为此时还有另外一个指针指向该对象。看来，智能指针主要是预防不当的析构行为，防止出现悬垂指针。

 
[cpp]
class U_Ptr { 
    friend class HasPtr; 
    int *ip; 
    size_t use; 
    U_Ptr(int *p) : 
        ip(p), use(1) { 
        cout << "U_ptr constructor called !" << endl; 
    } 
    ~U_Ptr() { 
        delete ip; 
        cout << "U_ptr distructor called !" << endl; 
    } 
}; 
里面有个变量use和指针ip: use记录了*ip对象被多少个HasPtr对象所指。假设现在又两个HasPtr对象p1,p2指向了U_Ptr，那么现在我delete  p1，use变量将自减1，  U_Ptr不会析构，那么U_Ptr指向的对象也不会析构，那么p2仍然指向了原来的对象，而不会变成一个悬空指针。当delete p2的时候，use变量将自减1，为0。此时，U_Ptr对象进行析构，那么U_Ptr指向的对象也进行析构，保证不会内存泄露。  

包含指针的类需要特别注意复制控制，原因是复制指针时只复制指针中的地址，而不会复制指针指向的对象。

大多数C++类用三种方法之一管理指针成员

    （1）不管指针成员。复制时只复制指针，不复制指针指向的对象。当其中一个指针把其指向的对象的空间释放后，其它指针都成了悬浮指针。这是一种极端

   （2）当复制的时候，即复制指针，也复制指针指向的对象。这样可能造成空间的浪费。因为指针指向的对象的复制不一定是必要的。

   （3）第三种就是一种折中的方式。利用一个辅助类来管理指针的复制。原来的类中有一个指针指向辅助类，辅助类的数据成员是一个计数器和一个指针（指向原来的）（此为本次智能指针实现方式）。

     其实，智能指针的引用计数类似于java的垃圾回收机制：java的垃圾的判定很简答，如果一个对象没有引用所指，那么该对象为垃圾。系统就可以回收了

[cpp]
# include  
using namespace std; 
class U_Ptr { 
    friend class HasPtr; 
    int *ip; 
    size_t use; 
    U_Ptr(int *p) : 
        ip(p), use(1) { 
        cout << "U_ptr constructor called !" << endl; 
    } 
    ~U_Ptr() { 
        delete ip; 
        cout << "U_ptr distructor called !" << endl; 
    } 
}; 
class HasPtr { 
public: 
    HasPtr(int *p, int i) : 
        ptr(new U_Ptr(p)), val(i) { 
        cout << "HasPtr constructor called ! " << "use = " << ptr->use << endl; 
    } 
    HasPtr(const HasPtr& orig) : 
        ptr(orig.ptr), val(orig.val) { 
        ++ptr->use; 
        cout << "HasPtr copy constructor called ! " << "use = " << ptr->use 
                << endl; 
    } 
    HasPtr& operator=(const HasPtr&); 
    ~HasPtr() { 
        cout << "HasPtr distructor called ! " << "use = " << ptr->use << endl; 
        if (--ptr->use == 0) 
            delete ptr; 
    } 
    int *get_ptr() const { 
        return ptr->ip; 
    } 
    int get_int() const { 
        return val; 
    } 
    void set_ptr(int *p) const { 
        ptr->ip = p; 
    } 
    void set_int(int i) { 
        val = i; 
    } 
    int get_ptr_val() const { 
        return *ptr->ip; 
    } 
    void set_ptr_val(int i) { 
        *ptr->ip = i; 
    } 
private: 
    U_Ptr *ptr; 
    int val; 
}; 
HasPtr& HasPtr::operator =(const HasPtr &rhs) {     //注意，这里赋值操作符在减少做操作数的使用计数之前使rhs的使用技术加1，从而防止自我赋值 
    ++rhs.ptr->use; 
    if (--ptr->use == 0) 
        delete ptr; 
    ptr = rhs.ptr; 
    val = rhs.val; 
    return *this; 
} 
int main() { 
    int *pi = new int(0); 
    HasPtr *hpa = new HasPtr(pi, 100); 
    HasPtr *hpb = new HasPtr(*hpa); 
    HasPtr *hpc = new HasPtr(*hpb); 
    HasPtr hpd = *hpa; 
 
    cout << hpa->get_ptr_val() << " " << hpb->get_ptr_val() << endl; 
    hpc->set_ptr_val(10000); 
    cout << hpa->get_ptr_val() << " " << hpb->get_ptr_val() << endl; 
    hpd.set_ptr_val(10); 
    cout << hpa->get_ptr_val() << " " << hpb->get_ptr_val() << endl; 
    delete hpa; 
    delete hpb; 
    delete hpc; 
    cout << hpd.get_ptr_val() << endl; 
    return 0; 
} 

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