C++：指针：智能指针

1：引用计数：

1.         引用计数是为了防止内存泄漏而产生的一种方法，其基本思想是对于动态分配的对象，进行引用计数，每当增加一次对对象的引用，那么引用对象的引用计数就正价一次，每删除一次引用，引用计数就会减一次，当一个引用对象的引用计数为零时，就会自动删除指向的堆内存。
2.         在传统C++编程中，需要手动释放资源来避免忘记释放资源带来的资源泄漏，这是通过 new和delete实现的，C++11中通过引入智能指针的概念，使用了引入计数的想法，使得程序员不需要关心手动释放内存，这些智能指针包括 ： std::shared_prt，std::unique_ptr，std::weak_ptr 。使用他们需要包含头文件。

unique_ptr ， shared_ptr，weak_ptr 。

2：std::shared_ptr

2.1 原理简介

std::shared_ptr是C++ 提供的最常用的智能指针，采用引用计数，多个shared_ptr中的 T *ptr指向同一个内存区域（同一个对象），并且他们（多个shared_ptr）共同维护一个引用计数器，记录着同一个实例被引用的次数，当引用次数大于0时内存可用，等于0时释放内存。实现了任何地方都不是使用时自动删除指针，帮助解决消除内存泄漏和悬空指针的问题。

2.2 ：底层原理解析

每个std::shared_ptr指针在内部维护着两个内存位置：

1. 指向对象的指针
2. 用于控制引用计数数据的指针

• 当新的 shared_ptr对象与指针关联时，则在其构造函数中，将与此指针关联的引用计数增加1。
• 当任何 shared_ptr对象超出作用域时，则在析构函数中，将与此指针关联的引用计数减1。
• 如果最终引用计数为0，就表示没有其他任何 shared_ptr对象与此内存关联，那么在这种情况下，shared_ptr就会自动调用 delete函数删除内存，不需要程序员自己处理，完美的解决了内存泄漏的隐患
• 注意：shared_ptr最大的一个陷阱就是循环引用的问题，循环引用会倒追内存无法正常正确的被释放，从而导致内存泄漏。

下面是 shared_ptr 内部原理实例。

// shared_ptr 伪代码
 
template<typename T>
class Shared_ptr {
    pubolic:
          ........
    private:
          T *_ptr;    // 指针指向的内存区域
 
          int *_refCount; // 引用次数
}

3：std::weak_ptr 

案例：shared_ptr 带来的循环引用问题

#include
#include
using namespace std;
 
class ClassB;
 
class ClassA
{
public:
	ClassA()
	{
		cout << "ClassA Constructor...." << endl;
	}
	~ClassA() 
	{
		cout << "ClassA Destructor....." << endl;
	}
	// 在 A中引用 B
	shared_ptr pb;
};
 
class ClassB
{
public:
	ClassB() {
		cout << "ClassB Constructor....." << endl;
	}
	~ClassB()
	{
		cout << "ClassB Destructor....." << endl;
	}
	// 在B中引用A
	shared_ptr pa;
};
 
int main() {
	shared_ptr spa = make_shared();
	shared_ptr spb = make_shared();
	spa->pb = spb;
	spb->pa = spa;
}

  在上面代码中，ClassA和ClassB之间存在着循环引用，从运行结果可以看到：当main函数运行结束后，spa和spb管理的动态资源并没有得到释放，产生了内存泄漏。

所以为了解决类似这样的问题，C++11引入了 weak_ptr ，来打破这种循环引用。