智能指針shared_ptr的用法

　　為了解決C++內存泄漏的問題，C++11引入了智能指針（Smart Pointer）。

　　智能指針的原理是，接受一個申請好的內存地址，構造一個保存在棧上的智能指針對象，當程序退出棧的作用域范圍后，由於棧上的變量自動被銷毀，智能指針內部保存的內存也就被釋放掉了（除非將智能指針保存起來）。

　　C++11提供了三種智能指針：std::shared_ptr, std::unique_ptr, std::weak_ptr，使用時需添加頭文件<memory>。

　　shared_ptr使用引用計數，每一個shared_ptr的拷貝都指向相同的內存。每使用他一次，內部的引用計數加1，每析構一次，內部的引用計數減1，減為0時，刪除所指向的堆內存。shared_ptr內部的引用計數是安全的，但是對象的讀取需要加鎖。

1. shared_ptr的基本用法

• 初始化

　　可以通過構造函數、std::make_shared<T>輔助函數和reset方法來初始化shared_ptr：

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <future>
#include <thread>

using namespace std;
class Person
{
public:
    Person(int v) {
        value = v;
        std::cout << "Cons" <<value<< std::endl;
    }
    ~Person() {
        std::cout << "Des" <<value<< std::endl;
    }

    int value;

};

int main()
{
    std::shared_ptr<Person> p1(new Person(1));// Person(1)的引用計數為1

    std::shared_ptr<Person> p2 = std::make_shared<Person>(2);

    p1.reset(new Person(3));// 首先生成新對象，然后引用計數減1，引用計數為0，故析構Person(1)
                            // 最后將新對象的指針交給智能指針

    std::shared_ptr<Person> p3 = p1;//現在p1和p3同時指向Person(3)，Person(3)的引用計數為2

    p1.reset();//Person(3)的引用計數為1
    p3.reset();//Person(3)的引用計數為0，析構Person(3)
    return 0;
}

 　　注意，不能將一個原始指針直接賦值給一個智能指針，如下所示，原因是一個是類，一個是指針。

    std::shared_ptr<int> p4 = new int(1);// error

　　reset()包含兩個操作。當智能指針中有值的時候，調用reset()會使引用計數減1.當調用reset（new xxx())重新賦值時，智能指針首先是生成新對象，然后將就對象的引用計數減1（當然，如果發現引用計數為0時，則析構舊對象），然后將新對象的指針交給智能指針保管。

• 獲取原始指針　　

    std::shared_ptr<int> p4(new int(5));
    int *pInt = p4.get();

• 指定刪除器

　　智能指針可以指定刪除器，當智能指針的引用計數為0時，自動調用指定的刪除器來釋放內存。std::shared_ptr可以指定刪除器的一個原因是其默認刪除器不支持數組對象，這一點需要注意。

　　2. 使用shared_ptr需要注意的問題

　　但凡一些高級的用法，使用時都有不少陷阱。

• 不要用一個原始指針初始化多個shared_ptr，原因在於，會造成二次銷毀，如下所示：

      int *p5 = new int;
      std::shared_ptr<int> p6(p5);
      std::shared_ptr<int> p7(p5);// logic error

• 不要在函數實參中創建shared_ptr。因為C++的函數參數的計算順序在不同的編譯器下是不同的。正確的做法是先創建好，然后再傳入。

    function(shared_ptr<int>(new int), g());

• 禁止通過shared_from_this()返回this指針，這樣做可能也會造成二次析構。
• 避免循環引用。智能指針最大的一個陷阱是循環引用，循環引用會導致內存泄漏。解決方法是AStruct或BStruct改為weak_ptr。

struct AStruct;
struct BStruct;

struct AStruct {
    std::shared_ptr<BStruct> bPtr;
    ~AStruct() { cout << "AStruct is deleted!"<<endl; }
};

struct BStruct {
    std::shared_ptr<AStruct> APtr;
    ~BStruct() { cout << "BStruct is deleted!" << endl; }
};

void TestLoopReference()
{
    std::shared_ptr<AStruct> ap(new AStruct);
    std::shared_ptr<BStruct> bp(new BStruct);
    ap->bPtr = bp;
    bp->APtr = ap;
}