C++沒有內存回收機制，每次程序員new出來的對象需要手動delete，流程復雜時可能會漏掉delete，導致內存泄漏。於是C++引入智能指針，可用於動態資源管理，資源即對象的管理策略。

一、智能指針類別

智能指針主要有三種：shared_ptr，unique_ptr和weak_ptr。

shared_ptr

shared_ptr是最常用的智能指針（項目中我只用過shared_ptr）。shared_ptr采用了引用計數器，多個shared_ptr中的T *ptr指向同一個內存區域（同一個對象），並共同維護同一個引用計數器。shared_ptr定義如下,記錄同一個實例被引用的次數，當引用次數大於0時可用，等於0時釋放內存：

1 temple<typename T>
2 class SharedPtr {
3 public:
4    ... 
5 private:
6     T *_ptr;
7     int *_refCount;     //should be int*, rather than int
8 };

shared_ptr對象每次離開作用域時會自動調用析構函數，而析構函數並不像其他類的析構函數一樣，而是在釋放內存是先判斷引用計數器是否為0。等於0才做delete操作，否則只對引用計數器左減一操作。

1 ~SharedPtr()
2 {
3     if (_ptr && --*_refCount == 0
 
) {
4         delete _ptr;
5         delete _refCount;
6     }
7 }

接下來看一下構造函數，默認構造函數的引用計數器為0，ptr指向NULL：

1 SharedPtr() : _ptr((T *)0), _refCount(0)
2 {
3 }

用普通指針初始化智能指針時，引用計數器初始化為1：

1 SharedPtr(T *obj) : _ptr(obj), _refCount(new int(1))
2 {
3 } //這裏無法防止循環引用，若我們用同一個普通指針去初始化兩個shared_ptr，此時兩個ptr均指向同一片內存區域，但是引用計數器均為1，使用時需要註意。

拷貝構造函數需要註意，用一個shared_ptr對象去初始化另一個shared_ptr對象時，引用計數器加一，並指向同一片內存區域：

1 SharedPtr(SharedPtr &other) : _ptr(other._ptr), _refCount(&(++*other._refCount))
2 {
3 }

賦值運算符的重載

當用一個shared_ptr<T> other去給另一個 shared_ptr<T> sp賦值時，發生了兩件事情：

一、sp指針指向發生變化，不再指向之前的內存區域，所以賦值前原來的_refCount要自減

二、sp指針指向other.ptr，所以other的引用計數器_refCount要做++操作。

 1 SharedPtr &operator=(SharedPtr &other)
 2 {
 3     if(this==&other)
 4         return *this;
 5         
 6     ++*other._refCount;
 7     if (--*_refCount == 0) {
 8         delete _ptr;
 9         delete _refCount;
10     }
11         
12     _ptr = other._ptr;
13     _refCount = other._refCount;
14     return *this;
15 }    

定義解引用運算符，直接返回底層指針的引用：

1 T &operator*()
2 {
3     if (_refCount == 0)
4         return (T*)0;
5         
6     return *_ptr;
7 }

定義指針運算符->

1 T *operator->()
2 {
3     if(_refCount == 0)
4         return 0;
5         
6     return _ptr;
7 }

測試：

1 int main(int argc, const char * argv[])
2 {
3     SharedPtr<string> pstr(new string("abc"));
4     SharedPtr<string> pstr2(pstr);
5     SharedPtr<string> pstr3(new string("hao"));
6     pstr3 = pstr2;
7     
8     return 0;
9 }

為了讓測試結果更明顯，我在方法中加入了一些輸出，測試結果如下：

源碼鏈接：https://github.com/guhowo/test/tree/master/cplus/SharedPtr

智能指針原理及實現（1）- shared_ptr