標(biāo)準(zhǔn)auto_ptr智能指針機(jī)制很多人都知道，但很少使用它。這真是個(gè)遺憾，因?yàn)閍uto_ptr優(yōu)雅地解決了C++設(shè)計(jì)和編碼中常見(jiàn)的問(wèn)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(yùn)用auto_ptr來(lái)讓你的代碼更加安全——以及如何避免對(duì)auto_ptr危險(xiǎn)但常見(jiàn)的誤用，這些誤用會(huì)引發(fā)間斷性發(fā)作、難以診斷的bug。
1.為什么稱它為“自動(dòng)”指針？ auto_ptr只是眾多可能的智能指針之一。許多商業(yè)庫(kù)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(jìn)的代理服務(wù)?？梢园褬?biāo)準(zhǔn)C++ auto_ptr看作智能指針的Ford Escort(elmar注：考試大提示:可能指福特的一種適合家居的車(chē)型)：一個(gè)簡(jiǎn)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(dòng)態(tài)分配對(duì)象以及當(dāng)對(duì)象不再需要時(shí)自動(dòng)執(zhí)行清理。這里是一個(gè)簡(jiǎn)單的代碼示例，沒(méi)有使用auto_ptr所以不安全：
// 示例 1(a): 原始代碼 //
void f()
{
T* pt( new T );
...代碼...
delete pt;
}
如果f()函數(shù)只有三行并且不會(huì)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(yǔ)句，或者是由于過(guò)早的返回，或者是由于執(zhí)行函數(shù)體時(shí)拋出了異常，那么這個(gè)被分配的對(duì)象就沒(méi)有被刪除，從而我們產(chǎn)生了一個(gè)經(jīng)典的內(nèi)存泄漏。
能讓示例1(a)安全的簡(jiǎn)單辦法是把指針?lè)庋b在一個(gè)“智能的”類似于指針的對(duì)象里，這個(gè)對(duì)象擁有這個(gè)指針并且能在析構(gòu)時(shí)自動(dòng)刪除這個(gè)指針?biāo)傅膶?duì)象。因?yàn)檫@個(gè)智能指針可以簡(jiǎn)單的當(dāng)成一個(gè)自動(dòng)的對(duì)象（這就是說(shuō)，它出了作用域時(shí)會(huì)自動(dòng)毀滅），所以很自然的把它稱之為“智能”指針：
// 示例 1(b): 安全代碼, 使用了auto_ptr //
void f()
{
auto_ptr pt( new T );
...代碼...
} // 當(dāng)pt出了作用域時(shí)析構(gòu)函數(shù)被調(diào)用, 從而對(duì)象被自動(dòng)刪除
現(xiàn)在代碼不會(huì)泄漏T類型的對(duì)象，不管這個(gè)函數(shù)是正常退出還是拋出了異常，因?yàn)閜t的析構(gòu)函數(shù)總是會(huì)在出棧時(shí)被調(diào)用。清理會(huì)自動(dòng)進(jìn)行。
最后，使用一個(gè)auto_ptr就像使用一個(gè)內(nèi)建的指針一樣容易，而且如果想要“撤銷(xiāo)”資源，重新采用手動(dòng)的所有權(quán)，我們只要調(diào)用release():
// 示例 2: 使用一個(gè) auto_ptr //
void g()
{
T* pt1 = new T; // 現(xiàn)在，我們有了一個(gè)分配好的對(duì)象
// 將所有權(quán)傳給了一個(gè)auto_ptr對(duì)象
auto_ptr pt2( pt1 );
// 使用auto_ptr就像我們以前使用簡(jiǎn)單指針一樣
*pt2 = 12; // 就像 "*pt1 = 12;"
pt2->SomeFunc(); // 就像 "pt1->SomeFunc();"
// 用get()來(lái)獲得指針的值
assert( pt1 == pt2.get() );
// 用release()來(lái)撤銷(xiāo)所有權(quán)
T* pt3 = pt2.release();
// 自己刪除這個(gè)對(duì)象，因?yàn)楝F(xiàn)在
// 沒(méi)有任何auto_ptr擁有這個(gè)對(duì)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
最后，我們可以使用auto_ptr的reset()函數(shù)來(lái)重置auto_ptr使之擁有另一個(gè)對(duì)象。如果這個(gè)auto_ptr已經(jīng)擁有了一個(gè)對(duì)象，那么，它會(huì)先刪除已經(jīng)擁有的對(duì)象，因此調(diào)用reset()就如同銷(xiāo)毀這個(gè)auto_ptr，然后新建一個(gè)并擁有一個(gè)新對(duì)象：
// 示例 3: 使用reset() //
void h()
{
auto_ptr pt( new T(1) );
pt.reset( new T(2) ); // 刪除由"new T(1)"分配出來(lái)的第一個(gè)T
} // 最后，pt出了作用域， // 第二個(gè)T也被刪除了
auto_ptr用法：
1.需要包含頭文件
2.Constructor：explicit auto_ptr(X* p = 0) throw(); 將指針p交給auto_ptr對(duì)象托管
3.Copy constructor: auto_ptr(const auto_ptr&) throw(); template auto_ptr(const auto_ptr& a) throw(); 指針的托管權(quán)會(huì)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(gè)成員函數(shù) X* get() const throw();//返回保存的指針，對(duì)象中仍保留指針 X* release() const throw();//返回保存的指針，對(duì)象中不保留指針
auto_ptr實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵點(diǎn) 1.利用特點(diǎn)”棧上對(duì)象在離開(kāi)作用范圍時(shí)會(huì)自動(dòng)析構(gòu)”
2.對(duì)于動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存，其作用范圍是程序員手動(dòng)控制的，這給程序員帶來(lái)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(guò)在棧上構(gòu)建一個(gè)對(duì)象a，對(duì)象a中wrap了動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存的指針p，所有對(duì)指針p的操作都轉(zhuǎn)為對(duì)對(duì)象a的操作。而在a的析構(gòu)函數(shù)中會(huì)自動(dòng)釋放p的空間，而該析構(gòu)函數(shù)是編譯器自動(dòng)調(diào)用的，無(wú)需程序員操心。
多說(shuō)無(wú)益，看一個(gè)最實(shí)用的例子：
#include
#include
using namespace std;
class TC
{
public:
TC(){cout<<"TC()"< ~TC(){cout<<"~TC()"< };
void foo(bool isThrow)
{
auto_ptr 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<<"caught"< }
system("pause");
}
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(shí)候釋放所分配的內(nèi)存。 這樣造成的結(jié)果是在每個(gè)分支處都要很小心的手動(dòng) delete pTC;
2.如果采用方案2，那就無(wú)需操心何時(shí)釋放內(nèi)存，不管foo()因何原因退出， 棧上對(duì)象pTC的析構(gòu)函數(shù)都將調(diào)用，因此托管在之中的指針?biāo)傅膬?nèi)存必然安全釋放。
至此，智能指針的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)很明了了。
但是要注意使用中的一個(gè)陷阱,那就是指針的托管權(quán)是會(huì)轉(zhuǎn)移的。 例如在上例中，如果 auto_ptr pTC(new TC); auto_ptr pTC1=pTC; 那么,pTC1將擁有該指針，而pTC沒(méi)有了，如果再用pTC去引用，必然導(dǎo)致內(nèi)存錯(cuò)誤。
要避免這個(gè)問(wèn)題，可以考慮使用采用了引用計(jì)數(shù)的智能指針，例如boost::shared_ptr等
auto_ptr不會(huì)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(huì)很容易觸發(fā)循環(huán)引用而永遠(yuǎn)無(wú)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。
1.為什么稱它為“自動(dòng)”指針？ auto_ptr只是眾多可能的智能指針之一。許多商業(yè)庫(kù)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(jìn)的代理服務(wù)?？梢园褬?biāo)準(zhǔn)C++ auto_ptr看作智能指針的Ford Escort(elmar注：考試大提示:可能指福特的一種適合家居的車(chē)型)：一個(gè)簡(jiǎn)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(dòng)態(tài)分配對(duì)象以及當(dāng)對(duì)象不再需要時(shí)自動(dòng)執(zhí)行清理。這里是一個(gè)簡(jiǎn)單的代碼示例，沒(méi)有使用auto_ptr所以不安全：
// 示例 1(a): 原始代碼 //
void f()
{
T* pt( new T );
...代碼...
delete pt;
}
如果f()函數(shù)只有三行并且不會(huì)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(yǔ)句，或者是由于過(guò)早的返回，或者是由于執(zhí)行函數(shù)體時(shí)拋出了異常，那么這個(gè)被分配的對(duì)象就沒(méi)有被刪除，從而我們產(chǎn)生了一個(gè)經(jīng)典的內(nèi)存泄漏。
能讓示例1(a)安全的簡(jiǎn)單辦法是把指針?lè)庋b在一個(gè)“智能的”類似于指針的對(duì)象里，這個(gè)對(duì)象擁有這個(gè)指針并且能在析構(gòu)時(shí)自動(dòng)刪除這個(gè)指針?biāo)傅膶?duì)象。因?yàn)檫@個(gè)智能指針可以簡(jiǎn)單的當(dāng)成一個(gè)自動(dòng)的對(duì)象（這就是說(shuō)，它出了作用域時(shí)會(huì)自動(dòng)毀滅），所以很自然的把它稱之為“智能”指針：
// 示例 1(b): 安全代碼, 使用了auto_ptr //
void f()
{
auto_ptr
...代碼...
} // 當(dāng)pt出了作用域時(shí)析構(gòu)函數(shù)被調(diào)用, 從而對(duì)象被自動(dòng)刪除
現(xiàn)在代碼不會(huì)泄漏T類型的對(duì)象，不管這個(gè)函數(shù)是正常退出還是拋出了異常，因?yàn)閜t的析構(gòu)函數(shù)總是會(huì)在出棧時(shí)被調(diào)用。清理會(huì)自動(dòng)進(jìn)行。
最后，使用一個(gè)auto_ptr就像使用一個(gè)內(nèi)建的指針一樣容易，而且如果想要“撤銷(xiāo)”資源，重新采用手動(dòng)的所有權(quán)，我們只要調(diào)用release():
// 示例 2: 使用一個(gè) auto_ptr //
void g()
{
T* pt1 = new T; // 現(xiàn)在，我們有了一個(gè)分配好的對(duì)象
// 將所有權(quán)傳給了一個(gè)auto_ptr對(duì)象
auto_ptr
// 使用auto_ptr就像我們以前使用簡(jiǎn)單指針一樣
*pt2 = 12; // 就像 "*pt1 = 12;"
pt2->SomeFunc(); // 就像 "pt1->SomeFunc();"
// 用get()來(lái)獲得指針的值
assert( pt1 == pt2.get() );
// 用release()來(lái)撤銷(xiāo)所有權(quán)
T* pt3 = pt2.release();
// 自己刪除這個(gè)對(duì)象，因?yàn)楝F(xiàn)在
// 沒(méi)有任何auto_ptr擁有這個(gè)對(duì)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
最后，我們可以使用auto_ptr的reset()函數(shù)來(lái)重置auto_ptr使之擁有另一個(gè)對(duì)象。如果這個(gè)auto_ptr已經(jīng)擁有了一個(gè)對(duì)象，那么，它會(huì)先刪除已經(jīng)擁有的對(duì)象，因此調(diào)用reset()就如同銷(xiāo)毀這個(gè)auto_ptr，然后新建一個(gè)并擁有一個(gè)新對(duì)象：
// 示例 3: 使用reset() //
void h()
{
auto_ptr
pt.reset( new T(2) ); // 刪除由"new T(1)"分配出來(lái)的第一個(gè)T
} // 最后，pt出了作用域， // 第二個(gè)T也被刪除了
auto_ptr用法：
1.需要包含頭文件
2.Constructor：explicit auto_ptr(X* p = 0) throw(); 將指針p交給auto_ptr對(duì)象托管
3.Copy constructor: auto_ptr(const auto_ptr&) throw(); template
4.Destructor: ~auto_ptr(); 釋放指針p指向的空間
5.提供了兩個(gè)成員函數(shù) X* get() const throw();//返回保存的指針，對(duì)象中仍保留指針 X* release() const throw();//返回保存的指針，對(duì)象中不保留指針
auto_ptr實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵點(diǎn) 1.利用特點(diǎn)”棧上對(duì)象在離開(kāi)作用范圍時(shí)會(huì)自動(dòng)析構(gòu)”
2.對(duì)于動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存，其作用范圍是程序員手動(dòng)控制的，這給程序員帶來(lái)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(guò)在棧上構(gòu)建一個(gè)對(duì)象a，對(duì)象a中wrap了動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存的指針p，所有對(duì)指針p的操作都轉(zhuǎn)為對(duì)對(duì)象a的操作。而在a的析構(gòu)函數(shù)中會(huì)自動(dòng)釋放p的空間，而該析構(gòu)函數(shù)是編譯器自動(dòng)調(diào)用的，無(wú)需程序員操心。
多說(shuō)無(wú)益，看一個(gè)最實(shí)用的例子：
#include
#include
using namespace std;
class TC
{
public:
TC(){cout<<"TC()"<
void foo(bool isThrow)
{
auto_ptr
//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<<"caught"<
system("pause");
}
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(shí)候釋放所分配的內(nèi)存。 這樣造成的結(jié)果是在每個(gè)分支處都要很小心的手動(dòng) delete pTC;
2.如果采用方案2，那就無(wú)需操心何時(shí)釋放內(nèi)存，不管foo()因何原因退出， 棧上對(duì)象pTC的析構(gòu)函數(shù)都將調(diào)用，因此托管在之中的指針?biāo)傅膬?nèi)存必然安全釋放。
至此，智能指針的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)很明了了。
但是要注意使用中的一個(gè)陷阱,那就是指針的托管權(quán)是會(huì)轉(zhuǎn)移的。 例如在上例中，如果 auto_ptr
要避免這個(gè)問(wèn)題，可以考慮使用采用了引用計(jì)數(shù)的智能指針，例如boost::shared_ptr等
auto_ptr不會(huì)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(huì)很容易觸發(fā)循環(huán)引用而永遠(yuǎn)無(wú)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。