智能指針(auto_ptr) 這個名字聽起來很酷是不是？其實auto_ptr 只是C++標準庫提供的一個類模板，它與傳統(tǒng)的new/delete控制內(nèi)存相比有一定優(yōu)勢，但也有其局限。本文總結(jié)的8個問題足以涵蓋auto_ptr的大部分內(nèi)容。

auto_ptr是什么？

auto_ptr 是C++標準庫提供的類模板，auto_ptr對象通過初始化指向由new創(chuàng)建的動態(tài)內(nèi)存，它是這塊內(nèi)存的擁有者，一塊內(nèi)存不能同時被分給兩個擁有者。當auto_ptr對象生命周期結(jié)束時，其析構(gòu)函數(shù)會將auto_ptr對象擁有的動態(tài)內(nèi)存自動釋放。即使發(fā)生異常，通過異常的棧展開過程也能將動態(tài)內(nèi)存釋放。auto_ptr不支持new 數(shù)組。

C++中指針申請和釋放內(nèi)存通常采用的方式是new和delete。然而標準C++中還有一個強大的模版類就是auto_ptr，它可以在你不用的時候自動幫你釋放內(nèi)存。下面簡單說一下用法。

<textarea cols="50" rows="15" name="code" class="cpp">

用法一： std::auto_ptr<MyClass>m_example(new MyClass());

用法二： std::auto_ptr<MyClass>m_example; m_example.reset(new MyClass());

用法三（指針的賦值操作）： std::auto_ptr<MyClass>m_example1(new MyClass());

std::auto_ptr&lt;MyClass&gt;m_example2(new MyClass()); m_example2=m_example1;</textarea>

則C++會把m_example所指向的內(nèi)存回收，使m_example1 的值為NULL，所以在C++中，應(yīng)絕對避免把auto_ptr放到容器中。即應(yīng)避免下列代碼：

vector<auto_ptr<MyClass>>m_example;

當用算法對容器操作的時候，你很難避免STL內(nèi)部對容器中的元素實現(xiàn)賦值傳遞，這樣便會使容器中多個元素被置位NULL，而這不是我們想看到的。

雖然，標準auto_ptr智能指針機制很多人都知道，但很少使用它。這真是個遺憾，因為auto_ptr優(yōu)雅地解決了C++設(shè)計和編碼中常見的問題，正確地使用它可以生成健壯的代碼。本文闡述了如何正確運用auto_ptr來讓你的代碼更加安全——以及如何避免對auto_ptr危險但常見的誤用，這些誤用會引發(fā)間斷性發(fā)作、難以診斷的bug。

為什么稱它為“自動”指針？auto_ptr只是眾多可能的智能指針之一。許多商業(yè)庫提供了更復(fù)雜的智能指針，用途廣泛而令人驚異，從管理引用的數(shù)量到提供先進的代理服務(wù)。可以把標準C++ auto_ptr看作智能指針的Ford Escort（elmar注：可能指福特的一種適合家居的車型）：一個簡易、通用的智能指針，它不包含所有的小技巧，不像專用的或高性能的智能指針那么奢華，但是它可以很好的完成許多普遍的工作，它很適合日常性的使用。

auto_ptr所做的事情，就是動態(tài)分配對象以及當對象不再需要時自動執(zhí)行清理。這里是一個簡單的代碼示例，沒有使用auto_ptr所以不安全：

<textarea cols="50" rows="15" name="code" class="cpp">// 示例1(a)：原始代碼 void f() { T* pt( new T ); /*...更多的代碼...*/ delete pt; }</textarea>

我們大多數(shù)人每天寫類似的代碼。如果f()函數(shù)只有三行并且不會有任何意外，這么做可能挺好的。但是如果f()從不執(zhí)行delete語句，或者是由于過早的返回，或者是由于執(zhí)行函數(shù)體時拋出了異常，那么這個被分配的對象就沒有被刪除，從而我們產(chǎn)生了一個經(jīng)典的內(nèi)存泄漏。

能讓示例1(a)安全的簡單辦法是把指針封裝在一個“智能的”類似于指針的對象里，這個對象擁有這個指針并且能在析構(gòu)時自動刪除這個指針所指的對象。因為這個智能指針可以簡單的當成一個自動的對象（這就是說，它出了作用域時會自動毀滅），所以很自然的把它稱之為“智能”指針：

<textarea cols="50" rows="15" name="code" class="cpp">// 
示例1(b)：安全代碼，使用了auto_ptr void f() { auto_ptr&lt;T&gt; pt( new T ); /*...更多的代碼...*/ } // 酷：當pt出了作用域時析構(gòu)函數(shù)被調(diào)用，從而對象被自動刪除</textarea>

現(xiàn)在代碼不會泄漏T類型的對象，不管這個函數(shù)是正常退出還是拋出了異常，因為pt的析構(gòu)函數(shù)總是會在出棧時被調(diào)用，清理會自動進行。

最后，使用一個auto_ptr就像使用一個內(nèi)建的指針一樣容易，而且如果想要“撤銷”資源，重新采用手動的所有權(quán)，我們只要調(diào)用release()。

<textarea cols="50" rows="15" name="code" class="cpp">// 示例2：使用一個auto_ptr void g() { // 現(xiàn)在，我們有了一個分配好的對象 T* pt1 = new T; // 將所有權(quán)傳給了一個auto_ptr對象 auto_ptr&lt;T&gt; pt2(pt1); // 使用auto_ptr就像我們以前使用簡單指針一樣， *pt2 = 12; // 就像*pt1 = 12 pt2-&gt;SomeFunc(); // 就像pt1-&gt;SomeFunc(); // 用get()來獲得指針的值 assert( pt1 == pt2.get() ); // 用release()來撤銷所有權(quán) T* pt3 = pt2.release(); // 自己刪除這個對象，因為現(xiàn)在沒有任何auto_ptr擁有這個對象 delete pt3; } // pt2不再擁有任何指針，所以不要試圖刪除它...OK，不要重復(fù)刪除 </textarea>

最后，我們可以使用auto_ptr的reset()函數(shù)來重置auto_ptr使之擁有另一個對象。如果這個auto_ptr已經(jīng)擁有了一個對象，那么，它會先刪除已經(jīng)擁有的對象，因此調(diào)用reset()就如同銷毀這個auto_ptr，然后新建一個并擁有一個新對象：

<textarea cols="50" rows="15" name="code" class="cpp">//
示例 3：使用reset() void h() { auto_ptr&lt;T&gt; pt( new T(1) ); pt.reset( new T(2) ); // 刪除由"new T(1)"分配出來的第一個T } // 最后pt出了作用域，第二個T也被刪除了</textarea>

auto_ptr用法：

1. 需要包含頭文件<memory>。

2. Constructor：explicit auto_ptr(X* p = 0) throw(); 將指針p交給auto_ptr對象托管。

3. Copy constructor：auto_ptr(const auto_ptr&) throw(); template<class Y> auto_ptr(const auto_ptr<Y>& a) throw(); 指針的托管權(quán)會發(fā)生轉(zhuǎn)移。

4. Destructor: ~auto_ptr(); 釋放指針p指向的空間。

5. 提供了兩個成員函數(shù) X* get() const throw(); //返回保存的指針

6. 對象中仍保留指針 X* release() const throw(); //返回保存的指針，對象中不保留指針

auto_ptr實現(xiàn)關(guān)鍵點：

1. 利用特點“棧上對象在離開作用范圍時會自動析構(gòu)”。

2. 對于動態(tài)分配的內(nèi)存，其作用范圍是程序員手動控制的，這給程序員帶來了方便但也不可避免疏忽造成的內(nèi)存泄漏，畢竟只有編譯器是最可靠的。
3. auto_ptr通過在棧上構(gòu)建一個對象a，對象a中wrap了動態(tài)分配內(nèi)存的指針p，所有對指針p的操作都轉(zhuǎn)為對對象a的操作。而在a的析構(gòu)函數(shù)中會自動釋放p的空間，而該析構(gòu)函數(shù)是編譯器自動調(diào)用的，無需程序員操心。

多說無益，看一個最實用的例子：

<textarea cols="50" rows="15" name="code" class="cpp">#include &lt;iostream&gt; #include &lt;memory&gt; using namespace std; class TC { public: TC(){cout&lt;&lt;"TC()"&lt;&lt;endl;} ~TC(){cout&lt;&lt;"~TC()"&lt;&lt;endl;} }; void foo(bool isThrow) { auto_ptr&lt;TC&gt; pTC(new TC); 
// 方法2 //TC *pTC = new TC; 
// 方法1 try { if(isThrow) throw "haha"; } catch(const char* e) { //delete pTC; // 方法1 throw; } //delete pTC; // 方法1 } int main() { try { foo(true); } catch(...) { cout&lt;&lt;"caught"&lt;&lt;endl; } system("pause"); }</textarea>

1. 如果采用方案1，那么必須考慮到函數(shù)在因throw異常的時候釋放所分配的內(nèi)存，這樣造成的結(jié)果是在每個分支處都要很小心的手動 delete pTC;。

2. 如果采用方案2，那就無需操心何時釋放內(nèi)存，不管foo()因何原因退出， 棧上對象pTC的析構(gòu)函數(shù)都將調(diào)用，因此托管在之中的指針所指的內(nèi)存必然安全釋放。
至此，智能指針的優(yōu)點已經(jīng)很明了了。

但是要注意使用中的一個陷阱，那就是指針的托管權(quán)是會轉(zhuǎn)移的。 例如在上例中，如果 auto_ptr<TC> pTC(new TC); auto_ptr<TC> pTC1=pTC; 那么，pTC1將擁有該指針，而pTC沒有了，如果再用pTC去引用，必然導(dǎo)致內(nèi)存錯誤。

要避免這個問題，可以考慮使用采用了引用計數(shù)的智能指針，例如boost::shared_ptr等。auto_ptr不會降低程序的效率，但auto_ptr不適用于數(shù)組，auto_ptr根本不可以大規(guī)模使用。 shared_ptr也要配合weaked_ptr，否則會很容易觸發(fā)循環(huán)引用而永遠無法回收內(nèi)存。 理論上，合理使用容器加智能指針，C++可以完全避免內(nèi)存泄露，效率只有微不足道的下降（中型以上程序最多百分之一）。

以上所述是小編給大家介紹的C++中auto_ptr智能指針的用法詳解，希望對大家有所幫助，如果大家有任何疑問請給我留言，小編會及時回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對腳本之家網(wǎng)站的支持！

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