Cocos2d-x 3.2：智能指针
本文转载自深入理解Cocos2d-x 3.x：内置数据结构（1）智能指针
智能指针在 C++ 11 的标准中已经存在了，分别是unique_ptr,shared_ptr,weak_ptr，其中最常用的应该是share_ptr，它采用引用计数的方 式管理内存，当引用计数为0的时候，自动释放内存，但是由于shared_ptr考虑到了线程安全，所以会存在有较大的性能损失。所以在实时游戏开发中， 往往不会用到shared_ptr。
在Cocos2d-x 3.2以及更高的版本中，Cocos2d-x提供了自己的智能指针方案——RefPtr，这套方案实际上也是模仿C++11中的shared_ptr机制 实现的，他结合了Cocos2d-x自身的引用计数来管理内存，当然为了性能，他牺牲了线程安全（Cocos2d-x的引用计数不支持线程安全）。
下面看看Cocos2d-x中智能指针的源码，首先是构造函数：
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inline RefPtr() : _ptr(nullptr) { } inline RefPtr(RefPtr<T> && other) { _ptr = other._ptr; other._ptr = nullptr; } inline RefPtr(T * ptr) : _ptr(const_cast<typename std::remove_const<T>::type*>(ptr)) // Const cast allows RefPtr<T> to reference objects marked const too. { CC_REF_PTR_SAFE_RETAIN(_ptr); } inline RefPtr(std::nullptr_t ptr) : _ptr(nullptr) { } inline RefPtr(const RefPtr<T> & other) : _ptr(other._ptr) { CC_REF_PTR_SAFE_RETAIN(_ptr); } |
RefPtr 提供了多个构造函数，可以用默认构造函数声明一个空智能指针，用别的指针来声明一个智能指针，也提供了移动构造函数将内存偷过来，复制构造函数保持内存的 强引用。构造函数最为重要的莫过于CC_REF_PTR_SAFE_RETAIN宏了，它是智能指针专用的宏，在外部是引用不到的。实现如下：
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#define CC_REF_PTR_SAFE_RETAIN(ptr) do { if (ptr) { const_cast<Ref*>(static_cast<const Ref*>(ptr))->retain(); } } while (0); |
核心就是retain，保持一个强引用。
下面是声明智能指针的用法：
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//inline RefPtr() RefPtr<int> a; //inline RefPtr(T * ptr) RefPtr<int> b(new int); //inline RefPtr(const RefPtr<T> & other) RefPtr<int>c(b); //inline RefPtr(RefPtr<T> && other) RefPtr<int>d(std::move(b)); //inline RefPtr(std::nullptr_t ptr) RefPtr<int>d(nullptr); |
接下来看看析构函数：
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inline ~RefPtr() { CC_REF_PTR_SAFE_RELEASE_NULL(_ptr); } |
析构函数就简单多了，只有一个，具体还是要到宏里面。
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#define CC_REF_PTR_SAFE_RELEASE_NULL(ptr) do { if (ptr) { const_cast<Ref*>(static_cast<const Ref*>(ptr))->release(); ptr = nullptr; } } while (0); |
实际上就是对其release并且置空。
另外，也提供了移动赋值函数以及赋值函数。
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inline RefPtr<T> & operator = (RefPtr<T> && other) { if (&other != this) { CC_REF_PTR_SAFE_RELEASE(_ptr); _ptr = other._ptr; other._ptr = nullptr; } return *this; } inline RefPtr<T> & operator = (T * other) { if (other != _ptr) { CC_REF_PTR_SAFE_RETAIN(other); CC_REF_PTR_SAFE_RELEASE(_ptr); _ptr = const_cast<typename std::remove_const<T>::type*>(other); // Const cast allows RefPtr<T> to reference objects marked const too. } return *this; } inline RefPtr<T> & operator = (std::nullptr_t other) { CC_REF_PTR_SAFE_RELEASE_NULL(_ptr); return *this; } |
第一个是移动赋值函数，第二个是赋值函数，第三个是置空专门用于下列场景
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RefPtr<int> b(new int); b = nullptr; |
RefPtr还重载了指针操作符 *和-> 方便直接调用内部指针，所以其使用方法与普通指针一样。也提供了get方法获取到指针：
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inline operator T * () const { return reinterpret_cast<T*>(_ptr); } inline T & operator * () const { CCASSERT(_ptr, "Attempt to dereference a null pointer!"); return reinterpret_cast<T&>(*_ptr); } inline T * operator->() const { CCASSERT(_ptr, "Attempt to dereference a null pointer!"); return reinterpret_cast<T*>(_ptr); } inline T * get() const { return reinterpret_cast<T*>(_ptr); } |
还重载了一系列的操作符，这里就不做分析了，最后还有一个比较关键的函数，weakAssign，它对保持对一个指针的弱引用，实现如下：
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inline void weakAssign(const RefPtr<T> & other) { CC_REF_PTR_SAFE_RELEASE(_ptr); _ptr = other._ptr; } |
相对于其他的复制函数，他少了retain操作，说明它并不保持对other的强引用，但是析构的时候我们发现，依旧会release一次，那么这个函数会有什么奇妙的作用呢。看下面的函数片段
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void a() { RefPtr<Texture2D> l; l.weakAssign(new Texture2D); // -- doSomething return; } |
函数中并没有delete，但是依旧不会造成内存泄露，当然，还有一种方法也不会造成内存泄露，也就是
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auto aa = new Texture2D; aa->autorelease(); |
但是这一种方法的释放时机是在一帧的结束，而智能指针的释放时机是函数的结束，所以相较于下一种方法，智能指针会效率更高。