boost--smart_ptr库

C++没有类似Java、C#等语言的垃圾回收机制，内存管理是最为头痛的工作。

new、delete以及指针的不恰当运用是C++中造成资源获取/释放问题的根源。

智能指针是解决这些问题的一种方案，boost.smart_ptr库提供了六种智能指针，包括:

scoped_ptr、 scoped_array 、 shared_ptr 、 shared_array 、 weak_ptr 、 intrusive_ptr

它们都是轻量级对象，速度与原始指针相差无几，都是异常安全的。

要使用smart_ptr组件，需要包含头文件 #include <boost/smart_ptr.hpp>

shared_ptr是一个最像指针的“智能指针”，是boost.smart_ptr库中最有价值、最重要的组成部分。已收入了C++11标准。

shared_ptr是引用计数的智能指针，可以被自由的拷贝和赋值，在任意地方共享它，当没有代码使用(引用计数为0)时删除被包装的动态分配的对象。

shared_ptr可以安全的放到标准容器中，是在STL容器中存储指针的最标准解法。

应用举例：

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <cassert>
#include <string>
#include <vector>
#include <boost/smart_ptr.hpp>

using std::cout;
using std::endl;
using std::string;
using std::vector;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	boost::scoped_ptr<string> pstr(new string("scoped_ptr test"));
	assert(pstr);
	assert(pstr != nullptr);
	*pstr = "hello test";
	cout << *pstr << ": " << pstr->size();

	boost::scoped_ptr<string> another_p_str;
	assert(!another_p_str);

	if (NULL == another_p_str)
	{
		cout << "\nNull pointer!\n";
	}

	boost::shared_ptr<string> sps(boost::make_shared<string>("shared_ptr_test"));
	cout << "\n" << sps->c_str() << endl;
	boost::shared_ptr<string> sps2(sps);
	*sps2 = "shared_ptr is smart!";
	cout << *sps << endl;

	assert(sps == sps2);

	//shared_ptr用于容器
	typedef vector<boost::shared_ptr<int>> VSI;
	VSI v;
	v.push_back(boost::make_shared<int>(1));
	v.push_back(boost::make_shared<int>(2));
	v.push_back(boost::make_shared<int>(3));
	v.push_back(boost::make_shared<int>(4));
	v.push_back(boost::make_shared<int>(5));

	cout << "\nVevtor: ";
	boost::shared_ptr<int> pv = v[0];
	*pv = 1000;
	for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i)
	{
		cout << *v[i] << " ";
	}
	return 0;
}

在开发实践中，个人觉的最应当使用智能指针的两种场合：

(1) 应用于标准容器

在使用容器管理大量对象指针的时候，必须编写额外的大量代码来保证指针最终被正确释放，通常很麻烦而且容易出错。将shared_ptr作为容器的元素，如vector<shared_ptr<T> >,与存储原始指针的容器所能实现的功能几乎一样，而不用担心资源泄漏。

(2) 应用于工厂模式

在程序中编写自己的工厂类或者工厂函数时，通常需要在堆上使用new动态分配一个对象然后返回对象的指针。这种做法很不安全，应为很容易忘记对指针调用delete。

使用shared_ptr可以解决这个问题，只需要修改工厂方法的接口，不再返回一个原始指针，而是返回一个被shared_ptr包装的智能指针，这样可以很好地保护系统资源，而且会更好地控制对接口的使用。

使用代码来解释shared_ptr应用于工厂模式的用法：

#ifndef OPERATION_H_
#define OPERATION_H_
#include <boost/smart_ptr.hpp>

enum OperationType
{
	ADD,
	SUB,
	MUL,
	DIV
};

//运算基类
class Operation
{
public:
	virtual double GetResult() const = 0;

	Operation()
		: m_Operand1(0.0)
		, m_Operand2(0.0)
	{

	}

	void SetOperrand1(const double operand1)
	{
		m_Operand1 = operand1;
	}
	double GetOperand1() const
	{
		return m_Operand1;
	}

	void SetOperrand2(const double operand2)
	{
		m_Operand2 = operand2;
	}
	double GetOperand2() const
	{
		return m_Operand2;
	}

protected:
	virtual ~Operation(){}

protected:
	double m_Operand1;
	double m_Operand2;
};
//加法
class Add : public Operation
{
public:
	double GetResult() const override;
};
//减法
class Sub : public Operation
{
public:
	double GetResult() const override;
};
//乘法
class Mul : public Operation
{
public:
	double GetResult() const override;
};
//除法
class Div : public Operation
{
public:
	double GetResult() const override;
};

//工厂类
class OperationFactory
{
public:
	static boost::shared_ptr<Operation> CreateOperation(OperationType type)
	{
		boost::shared_ptr<Operation> oper;
		switch (type)
		{
		case ADD:
			oper = boost::make_shared<Add>();
			break;
		case SUB:
			oper = boost::make_shared<Sub>();
			break;
		case MUL:
			oper = boost::make_shared<Mul>();
			break;
		case DIV:
			oper = boost::make_shared<Div>();
			break;
		default: ;
		}
		return oper;
	}
};

#endif

调用代码：

//通过工厂方法创建对象
auto pOper = OperationFactory::CreateOperation(MUL);
if (nullptr != p)
{
	pOper->SetOperrand1(100); //可以像普通指针一样使用
	pOper->SetOperrand2(123);//不必担心内存泄漏，shared_ptr会自动管理指针
	cout << "\n" << pOper->GetResult();
}

C++11标准中std::shared_ptr，功能与boost::shared_ptr基本相同，完全可以定价互换。

包含头文件#incude <memory>