智能指針(auto_ptr) 這個(gè)名字聽(tīng)起來(lái)很酷是不是？其實(shí)auto_ptr 只是C++標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)提供的一個(gè)類模板，它與傳統(tǒng)的new/delete控制內(nèi)存相比有一定優(yōu)勢(shì)，但也有其局限。本文總結(jié)的8個(gè)問(wèn)題足以涵蓋auto_ptr的大部分內(nèi)容。

1. auto_ptr是什么？

auto_ptr 是C++標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)提供的類模板，auto_ptr對(duì)象通過(guò)初始化指向由new創(chuàng)建的動(dòng)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(shí)被分給兩個(gè)擁有者。當(dāng) auto_ptr對(duì)象生命周期結(jié)束時(shí)，其析構(gòu)函數(shù)會(huì)將auto_ptr對(duì)象擁有的動(dòng)態(tài)內(nèi)存自動(dòng)釋放。即使發(fā)生異常，通過(guò)異常的棧展開(kāi)過(guò)程也能將動(dòng)態(tài)內(nèi)存釋 放。auto_ptr不支持new 數(shù)組。

2. auto_ptr需要包含的頭文件？

#include <memory>

3. 初始化auto_ptr對(duì)象的方法？

1) 構(gòu)造函數(shù)

1] 將已存在的指向動(dòng)態(tài)內(nèi)存的普通指針作為參數(shù)來(lái)構(gòu)造

int* p = new int(33);

auto_ptr<int> api(p);

2] 直接構(gòu)造智能指針

auto_ptr< int > api( new int( 33 ) );

2) 拷貝構(gòu)造

利用已經(jīng)存在的智能指針來(lái)構(gòu)造新的智能指針

auto_ptr< string > pstr_auto( new string( "Brontosaurus" ) );

auto_ptr< string > pstr_auto2( pstr_auto );  //利用pstr_auto來(lái)構(gòu)造pstr_auto2

因?yàn)橐粔K動(dòng)態(tài)內(nèi)存智能由一個(gè)智能指針獨(dú)享，所以在拷貝構(gòu)造或賦值時(shí)都會(huì)發(fā)生擁有權(quán)轉(zhuǎn)移的過(guò)程。在此拷貝構(gòu)造過(guò)程中，pstr_auto將失去對(duì)字符串內(nèi)存的所有權(quán)，而pstr_auto2將其獲得。對(duì)象銷毀時(shí)，pstr_auto2負(fù)責(zé)內(nèi)存的自動(dòng)銷毀。

3) 賦值

利用已經(jīng)存在的智能指針來(lái)構(gòu)造新的智能指針

auto_ptr< int > p1( new int( 1024 ) );

auto_ptr< int > p2( new int( 2048 ) );

p1 = p2;

在賦值之前，由p1 指向的對(duì)象被刪除。賦值之后，p1 擁有int 型對(duì)象的所有權(quán)。該對(duì)象值為2048。 p2 不再被用來(lái)指向該對(duì)象。

4. 空的auto_ptr 需要初始化嗎？

通常的指針在定義的時(shí)候若不指向任何對(duì)象，我們用Null給其賦值。對(duì)于智能指針，因?yàn)闃?gòu)造函數(shù)有默認(rèn)值0，我們可以直接定義空的auto_ptr如下：

auto_ptr< int > p_auto_int;  //不指向任何對(duì)象

5. 防止兩個(gè)auto_ptr對(duì)象擁有同一個(gè)對(duì)象（一塊內(nèi)存）

因?yàn)閍uto_ptr的所有權(quán)獨(dú)有，所以下面的代碼會(huì)造成混亂。

int* p = new int(0);
auto_ptr<int> ap1(p);
auto_ptr<int> ap2(p);

因?yàn)閍p1與ap2都認(rèn)為指針p是歸它管的，在析構(gòu)時(shí)都試圖刪除p,　兩次刪除同一個(gè)對(duì)象的行為在C++標(biāo)準(zhǔn)中是未定義的。所以我們必須防止這樣使用auto_ptr。

6. 警惕智能指針作為參數(shù)！

1) 按值傳遞時(shí)，函數(shù)調(diào)用過(guò)程中在函數(shù)的作用域中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)局部對(duì)象來(lái)接收傳入的auto_ptr(拷貝構(gòu)造)，這樣，傳入的實(shí)參auto_ptr就失去了其對(duì)原對(duì)象的所有權(quán)，而該對(duì)象會(huì)在函數(shù)退出時(shí)被局部auto_ptr刪除。如下例：

void f(auto_ptr<int> ap)

{cout<<*ap;}
auto_ptr<int> ap1(new int(0));
f(ap1);
cout<<*ap1; //錯(cuò)誤，經(jīng)過(guò)f(ap1)函數(shù)調(diào)用，ap1已經(jīng)不再擁有任何對(duì)象了。

2) 引用或指針時(shí)，不會(huì)存在上面的拷貝過(guò)程。但我們并不知道在函數(shù)中對(duì)傳入的auto_ptr做了什么，如果當(dāng)中某些操作使其失去了對(duì)對(duì)象的所有權(quán)，那么這還是可能會(huì)導(dǎo)致致命的執(zhí)行期錯(cuò)誤。

結(jié)論：const reference是智能指針作為參數(shù)傳遞的底線。

7. auto_ptr不能初始化為指向非動(dòng)態(tài)內(nèi)存

原因很簡(jiǎn)單，delete 表達(dá)式會(huì)被應(yīng)用在不是動(dòng)態(tài)分配的指針上這將導(dǎo)致未定義的程序行為。

8. auto_ptr常用的成員函數(shù)

1) get()

返回auto_ptr指向的那個(gè)對(duì)象的內(nèi)存地址。如下例：

int* p = new int(33);

cout << "the adress of p: "<< p << endl;

auto_ptr<int> ap1(p);

cout << "the adress of ap1: " << &ap1 << endl;

cout << "the adress of the object which ap1 point to: " << ap1.get() << endl;

輸出如下：

the adress of p: 00481E00

the adress of ap1: 0012FF68

the adress of the object which ap1 point to: 00481E00

第一行與第三行相同，都是int所在的那塊內(nèi)存的地址。第二行是ap1這個(gè)類對(duì)象本身所在內(nèi)存的地址。

2) reset()

重新設(shè)置auto_ptr指向的對(duì)象。類似于賦值操作，但賦值操作不允許將一個(gè)普通指針指直接賦給auto_ptr，而reset()允許。如下例：

auto_ptr< string > pstr_auto( new string( "Brontosaurus" ) );

pstr_auto.reset( new string( "Long -neck" ) );

在例子中，重置前pstr_auto擁有"Brontosaurus"字符內(nèi)存的所有權(quán)，這塊內(nèi)存首先會(huì)被釋放。之后pstr_auto再擁有"Long -neck"字符內(nèi)存的所有權(quán)。

注：reset(0)可以釋放對(duì)象，銷毀內(nèi)存。

3) release()

返回auto_ptr指向的那個(gè)對(duì)象的內(nèi)存地址,并釋放對(duì)這個(gè)對(duì)象的所有權(quán)。