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，它與傳統的new/delete控制內存相比有一定優勢，但也有其局限。本文總結的8個問題足以涵蓋auto_ptr的大部分內容。
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創建的動態內存，它是這塊內存的擁有者，一塊內存不能同時被分給兩個擁有者。當auto_ptr對象生命周期結束時，其析構函數會將auto_ptr對象擁有的動態內存自動釋放。即使發生異常，通過異常的棧展開過程也能將動態內存釋放。auto_ptr不支持new 數組。
該類型在頭文件memory中，在程序的開通通過 #include<memory> 導入，接下來講解該智能指針的作用和使用。
使用方法：
auto_ptr<type> ptr(new type()); 這是該指針的定義形式，其中 type 是指針指向的類型，ptr 是該指針的名稱。
比如該type 是int，具體定義如下：
auto_ptr<int> ptr(new int(4));
比如該type 是map<int,vector<int> >，具體定義如下：
auto_ptr<map<int,vector<int> > > ptr(new map<int,vector<int> > ());
當然可以先定義，后賦值，如下所示：
auto_ptr<map<int,int> > ptr;
ptr = auto_ptr<map<int,int> >(new map<int,int> ());
作用1：保證一個對象在某個時間只能被一個該種類型的智能指針所指向，就是通常所說的對象所有權。
作用2：對指向的對象自動釋放的作用，詳情看如下代碼。
代碼片段一：
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#include <iostream>#include <string.h>#include <memory>#include <string>#include <Windows.h>#include <map>#include <ctime>#include <vector>using namespace std;#define MAXN 20000000class test_ptr{public:map<int,int> *p;test_ptr(){p = new map<int,int>();for(int i = 0;i<MAXN;i++)p->insert(make_pair(i,i));}};int main(int argc,char *argv[]){for(int i = 0;i<100;i++){Sleep(1000);cout << i << endl; // 輸出 創建次數test_ptr * tmp = new test_ptr();}system("pause");return 0;} |
在某些情況下，可能我們就會寫出上面的代碼來，通過運行會發現存在內存溢出。對于一些經驗老道的程序員可能會作如下改寫：
代碼片段二：
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#include <iostream>#include <string.h>#include <memory>#include <string>#include <Windows.h>#include <map>#include <ctime>#include <vector>using namespace std;#define MAXN 20000000class test_ptr{public:map<int,int> *p;test_ptr(){//p = auto_ptr<map<int,int> > (new map<int,int>());p = new map<int,int>();for(int i = 0;i<MAXN;i++)p->insert(make_pair(i,i));}~test_ptr(){delete p;}};int main(int argc,char *argv[]){for(int i = 0;i<100;i++){Sleep(1000);cout << i << endl; test_ptr * tmp = new test_ptr();}system("pause");return 0;} |
在test_ptr 類中的析構函數中添加內存釋放代碼，但是在main函數中，定義的局部指針，當局部指針失效時并不會自動調用析構函數，在這種情況下也會導致內存泄漏問題。當然，如果細心的程序員可以在 test_ptr * tmp = new test_ptr() 后面加上一句 delete tmp ,這樣也能夠釋放內存，不會出現內存泄漏問題。但是在某些情況下，很容易漏寫，為了解決此問題，auto_ptr 就能發揮作用了。
代碼片段三：
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#include <iostream>#include <string.h>#include <memory>#include <string>#include <Windows.h>#include <map>#include <ctime>#include <vector>using namespace std;#define MAXN 20000000class test_ptr{public:map<int,int> *p;test_ptr(){p = new map<int,int>();for(int i = 0;i<MAXN;i++)p->insert(make_pair(i,i));}~test_ptr(){delete p;}};int main(int argc,char *argv[]){for(int i = 0;i<100;i++){Sleep(1000);cout << i << endl; //輸出創建次數auto_ptr<test_ptr> tmp = auto_ptr<test_ptr> (new test_ptr());}system("pause");return 0;} |
在main函數中，創建test_ptr類型指針時，該指針是auto_ptr 類型的智能指針，當智能指針失效時，會自動調用該類的析構函數。所以這種寫法可以不再顯示調用delete 語句了。但是該智能指針也只是保證調用類的析構函數，如果析構函數并沒有釋放類中聲明的變量，那該怎么辦。
代碼片段四：
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#include <iostream>#include <string.h>#include <memory>#include <string>#include <Windows.h>#include <map>#include <ctime>#include <vector>using namespace std;#define MAXN 20000000class test_ptr{public://auto_ptr<map<int,int> > p;map<int,int> *p;test_ptr(){//p = auto_ptr<map<int,int> > (new map<int,int>());p = new map<int,int>();for(int i = 0;i<MAXN;i++)p->insert(make_pair(i,i));}/*~test_ptr(){delete p;}*/};int main(int argc,char *argv[]){for(int i = 0;i<100;i++){Sleep(1000);cout << i << endl; //輸出創建次數auto_ptr<test_ptr> tmp = auto_ptr<test_ptr> (new test_ptr());}system("pause");return 0;} |
在這種情況下，還是會出現內存泄漏問題，為了解決該問題，對類中聲明的指針也是需要聲明為auto_ptr類型。
代碼片段五：
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#include <iostream>#include <string.h>#include <memory>#include <string>#include <Windows.h>#include <map>#include <ctime>#include <vector>using namespace std;#define MAXN 20000000class test_ptr{public:auto_ptr<map<int,int> > p;test_ptr(){p = auto_ptr<map<int,int> > (new map<int,int>());for(int i = 0;i<MAXN;i++)p->insert(make_pair(i,i));}};int main(int argc,char *argv[]){for(int i = 0;i<100;i++){Sleep(1000);cout << i << endl; //輸出創建次數auto_ptr<test_ptr> tmp = auto_ptr<test_ptr> (new test_ptr());}system("pause");return 0;} |
這樣就不用顯示定義類的析構函數，不用在外部顯示調用delete函數，當然如果盡早調用delete函數也是可以的，盡早釋放內存也比該指針失效再釋放好一些，這些就是為了防止忘記調用。
通過如上分析：可以得出如下結論。
1 定義了智能指針，當智能指針失效時會自動調用類的析構函數。
2 在 類中定義的智能指針，不必在析構函數中顯示的delete，當外部調用該類的析構函數時，會自動釋放該智能指針指向的對象，釋放內存。
3 如果類中定義的是智能指針，但是外部沒有觸發類中的析構函數調用，該智能指針指向的對象還是不能釋放。
auto_ptr 智能指針的bug
auto_ptr 智能指針在c++ 11 標準中已經被拋棄，被拋棄的原因就是因為該bug。前面也提到過，一個對象只能被一個智能指針所引用，這樣就會導致一個賦值問題。看如下代碼
代碼片段六：
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#include <iostream>#include <string.h>#include <memory>#include <set>using namespace std;#define MAXN 20000000void pri(auto_ptr<set<int> > p){set<int>::iterator ite = p->begin();for(;ite!=p->end();ite++){cout << *ite << endl;}}int main(int argc,char *argv[]){auto_ptr<set<int> > ptr(new set<int> ());for(int i = 0;i< 3;i++){int a;cin >> a;ptr->insert(a);}pri(ptr);pri(ptr);system("pause");return 0;} |
初看這代碼沒什么問題，不過運行程序會崩潰。這就是該智能指針最大的bug, 在程序32行 調用pri(ptr) ，程序到這并沒什么問題，但是第二次調用pri(ptr) 時程序就會崩潰。原因就是前面講過，一個對象智能被一個智能指針所指向，在第一次調用pri()函數時，為了保證這一原則，當把ptr指針傳入pri函數時，程序內部就把ptr置為空，所以到第二次調用時，就會出現崩潰的情況。對于這種情況的解決之道就是使用shared_ptr 指針（該指針的原理是通過引用計數器來實現的）。
如果要使用shared_ptr 智能指針，需要安裝boost庫，該庫還包括許多其他功能。有興趣的可以嘗試以下，該類中的智能指針還是比較好用。也不存在很多其他bug。
以上所述是小編給大家介紹的C++中的auto_ptr智能指針實例詳解，希望對大家有所幫助，如果大家有任何疑問請給我留言，小編會及時回復大家的。在此也非常感謝大家對服務器之家網站的支持！
原文鏈接：http://www.cnblogs.com/ChenAlong/archive/2016/07/12/5662851.html
