详解C++中的Boost智能指针

takeiteasy

这篇文章主要介绍 boost中的智能指针的使用。

内存管理是一个比较繁琐的问题，C++中有两个实现方案： 垃圾回收机制和智能指针。垃圾回收机制因为性能等原因不被C++的大佬们推崇， 而智能指针被认为是解决C++内存问题的最优方案。

1. 定义

一个智能指针就是一个C++的对象， 这对象的行为像一个指针，但是它却可以在其不需要的时候自动删除。注意这个“其不需要的时候”， 这可不是一个精确的定义。这个不需要的时候可以指好多方面：局部变量退出函数作用域、类的对象被析构……。所以boost定义了多个不同的智能指针来管理不同的场景。

shared_ptr<T>        内部维护一个引用计数器来判断此指针是不是需要被释放。是boost中最常用的智能指针了。
scoped_ptr<t>        当这个指针的作用域消失之后自动释放
intrusive_ptr<T>        也维护一个引用计数器，比shared_ptr有更好的性能。但是要求T自己提供这个计数器。
weak_ptr<T>        弱指针，要和shared_ptr 结合使用
shared_array<T>        和shared_ptr相似，但是访问的是数组
scoped_array<T>        和scoped_ptr相似，但是访问的是数组
2. Boost::scoped_ptr<T>

scoped_ptr 是boost中最简单的智能指针。scoped_ptr的目的也是很简单， 当一个指针离开其作用域时候，释放相关资源。特别注意的一定就是scoped_ptr 不能共享指针的所有权也不能转移所有权。也就是说这个内存地址就只能给的声明的变量用，不能给其他使用。

下面是scoped_ptr的几个特点：

scoped_ptr的效率和空间的消耗内置的指针差不多。

scoped_ptr不能用在标准库的容器上。(用shared_ptr代替)

scoped_ptr 不能指向一块能够动态增长的内存区域(用scoped_array代替)

class test   
{   
public:   
    void print()   
  {   
     cout << "test print now" <<endl;   
}   
};   
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])   
{   
boost::scoped_ptr<test> x(new test);   
x->print();   
   return 0;   
}
3.Boost::shared_ptr<T>

shared_ptr 具有如下几个特点：

1.在内部维护一个引用计数器， 当有一个指针指向这块内存区域是引用计数+1， 反之-1， 如果没有任何指针指向这块区域， 引用计数器为0，释放内存区域。

2.可以共享和转移所有权。

3.可以被标准库的容器所使用

4.不能指向一块动态增长的内存(用share_array代替)

我们可以看下如下例子：

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])   
{   
boost::shared_ptr<test> ptr_1(new test);   
  ptr_1->print();//引用计数为1  
   boost::shared_ptr<test> ptr_2 = ptr_1;   
  ptr_2->print();//引用计数为2  
  ptr_1->print();// 引用计数还是为2  
  return 0;   
}
4. Boost::intrusive_ptr<T>

intrusive_ptr 的主要和share_ptr一样， 对比share_ptr,其效率更高，但是需要自己维护一个引用计数器， 这里不做详细介绍。

5. Boost::weak_ptr<T>

weak_ptr 就是一个弱指针。weak_ptr 被shared_ptr控制， 它可以通过share_ptr的构造函数或者lock成员函数转化为share_ptr。

weak_ptr的一个最大特点就是它共享一个share_ptr的内存，但是无论是构造还是析构一个weak_ptr 都不会影响引用计数器。

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])   
{   
    boost::shared_ptr<test> sharePtr(new test);;  
    boost::weak_ptr<test> weakPtr(sharePtr);   
    //weakPtr 就是用來保存指向這塊內存區域的指針的   
    //干了一大堆其他事情   
  boost::shared_ptr<test> sharePtr_2 = weakPtr.lock();   
if (sharePtr_2)   
       sharePtr_2->print();  
    return 0;   
}
6. Boost::shared_array<T> 和Boost::scoped_array<T>

前面提到过shared_ptr和scoped_ptr不能用于数组的内存（new []），所以shared_array和scoped_array就是他们的代替品。我们可以看下shared_array的用法

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])   
{   
    const int size = 10;   
    boost::shared_array<test> a(new test[]);  
    for (int i = 0; i < size; ++i)  
        a[i].print();  
   return 0;   
}
7. 使用智能指针的几个注意点

下面是几个使用智能指针需要注意的地方：

1.声明一个智能指针的时候要立即给它实例化， 而且一定不能手动释放它。…_ptr<T> 不是T* 类型。所以：

a: 声明的时候要…_ptr<T> 而不是….._ptr<T*>

b：不能把T* 型的指针赋值给它

c: 不能写ptr=NULl, 而用ptr.reset()代替。

  不能循环引用。
不要声明临时的share_ptr， 然后把这个指针传递给一个函数
8. 总结
智能指针使用上还是比较简单的， 而且能比较有效得解决C++内存泄露的问题，各位使用C++的童鞋赶快用起来吧。