從C++的RAII理解智能指針的思路（二）

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• 從C++的RAII理解智能指針的思路（一）
• 從C++的RAII理解智能指針的思路（二）

上次我們談到了unique_ptr的思路，那麼shared_ptr呢？注意到邏輯上這兩個是有差別的，unique_ptr只有一個指針管理內存，而share_ptr可以多個指針管理，那麼我們必須取消掉Unique中不能複製的限制，那麼多次釋放內存的問題怎麼解決呢？

答案是我們可以通過計數的方式，如果有新指針指向申請的內存，那麼計數值加1，少一個指針則減1，如果為0那麼我們就釋放內存，因此我們可以這樣做(注意到我們使用了指針存儲，這是為了保證所有的Shared使用同一個計數值)：

class Shared {public: Shared(int n) { ptr = new int[n]; count = new unsigned; *count = 1; } Shared(const Shared& s) { count = s.count; ptr = s.ptr; ++(*count); } Shared& operator=(const Shared&) {/*與上面函數一樣*/} ~Shared() { --(*count); if (!*count) { delete[] ptr; delete count; } } // other funcprivate: unsigned *count; int *ptr;};int main() { Shared s1(10); Shared s2(s1);}

這樣一個最簡陋最粗糙的實現就完成了，再次提醒，這只是模型為了理解，和c++內部實現並不一樣，很多問題也沒有解決，只是為了粗略了解原理。

Shared有什麼問題呢，當我們創建Shared的時候，我們必須指定申請內存，也就是說指針和內存空間要建立聯繫，但是有的時候我們不希望此時建立聯繫，為什麼？也許我們只想需要的時候申請，不需要的時候就不用申請，這樣即使有指針，也可以釋放內存，或者只是做個檢查，看下這個內存是不是有人管理，別人可以釋放指針，這裡就充當輔助的角色。更重要的是，如果Shared出現循環引用，那麼內存還是會泄露，例如A->B,B->A，這樣二者的count永遠不會為0，也就內存泄露了，如果我們讓管理是weak的，也就是說指針雖然指向內存，但是不計數。此處沒有體現出這個問題，因為這是一個最為簡單的實現，我們可以設定初始時刻設置內存地址，這樣就可能出現這個問題了。

那怎麼實現呢？我上面的說明已經說的很清楚了，就是不增加計數，注意通常Weak要和Shared結合使用，這樣，我們需要做一下改動：

class Weak {public: Weak(Shared& s) { ptr = u.ptr; count = u.count; } Weak(const Weak& w) { count = w.count; ptr = w.ptr; } Weak& operator=(const Weak&) {/*與上面函數一樣*/} ~Weak() = default; bool alive() { /*檢查Shared是否存活*/ } // other funcprivate: unsigned *count; int *ptr;};int main() { Shared s1(10); Weak w1(s1); Weak w2(w1);}

我們使用Shared初始化Weak，然後保留Shared的信息（此處因為要訪問Shared的private成員，因此需要設置Weak為Shared的友元類），通過一個alive函數檢查對象是否存活，因為這只是個簡單的例子，因此alive的代碼沒有實現，如果想要了解如何實現，要看源碼細節，但是我們可以想像，因為可能要在Shared釋放後查看Shared的狀態，因此肯定還存在一塊區域記錄信息，此處過於細節我們略去。

好的，我們有了一個基本的認識，離實際的智能指針還有不小的距離，再次注意此處僅僅是個例子，細節需要看源碼，而且我們沒有考慮多線程情況下同步，Unique，Shared和Weak之間交互等問題，此處僅僅是希望對智能指針做了什麼做一個粗略的分析。