第九课 智能指针

　　智能指针在开发中无处不在，智能指针就是用C++模板技术实现的一个类。

智能指针历史：为了解决内存泄漏

使用智能指针：

智能指针的设计方案：

通过类模板描述指针的行为

　　能够定义不同类型的指针对象

重载指针特征操作符(->和*)

　　利用对象模拟原生指针的行为

对象在生命周期结束的时候会调用析构函数，然后在析构函数中主动的释放堆空间

 C++原生语言里面不存在智能指针，我们需要自己创建智能指针。

下面我们开始正式的编写可复用库的程序，开发环境为Qt creator，首先给出智能指针的程序如下：

#ifndef SMARTPOINTER_H
#define SMARTPOINTER_H

namespace DTLib
{

template <typename T>
class SmartPointer
{
protected:
    T *m_pointer;

public:
    SmartPointer(T *p = NULL)
    {
        m_pointer = p;
    }

    SmartPointer(const SmartPointer<T>& obj)
    {
        m_pointer = obj.m_pointer;

        const_cast<SmartPointer<T>&>(obj).m_pointer = NULL;
    }

    SmartPointer<T>& operator= (const SmartPointer<T>& obj)
    {
        if(this != &obj)
        {
            delete m_pointer;

            m_pointer = obj.m_pointer;

            const_cast<SmartPointer<T>&>(obj).m_pointer = NULL;
        }

        return *this;
    }

    T* operator-> ()
    {
        return m_pointer;
    }

    T& operator* ()
    {
        return *m_pointer;
    }

    bool isNull()
    {
        return (m_pointer == NULL);
    }

    T* get()
    {
        return m_pointer;
    }

    ~SmartPointer()
    {
        delete m_pointer;
    }
};

}

#endif // SMARTPOINTER_H

测试程序的主函数如下：

#include <iostream>
#include <SmartPointer.h>
using namespace std;
using namespace DTLib;

class Test
{
public:
    Test()
    {
        cout << "Test()" << endl;
    }

    ~Test()
    {
        cout << "~Test()" << endl;
    }
};

int main()
{
    SmartPointer<Test> sp = new Test();
    return 0;
}

执行结果如下：

可见，我们定义了一个智能指针变量，程序执行时自动执行了构造函数，结束时触发了析构函数。

更改主函数，再次测试：

#include <iostream>
#include <SmartPointer.h>
using namespace std;
using namespace DTLib;

class Test
{
public:
    Test()
    {
        cout << "Test()" << endl;
    }

    ~Test()
    {
        cout << "~Test()" << endl;
    }
};

int main()
{
    SmartPointer<Test> sp = new Test();

    SmartPointer<Test> nsp;

    nsp = sp;

    cout << sp.isNull() << endl;
    cout << nsp.isNull() << endl;

    return 0;
}

结果如下：

可以看到，一片空间只能有一个指针标识。

再次更改主函数测试程序：

int main()
{
    SmartPointer<Test> sp = new Test();

    SmartPointer<Test> nsp;

    nsp = sp;

    nsp++;

    cout << sp.isNull() << endl;
    cout << nsp.isNull() << endl;

    return 0;
}

编译结果如下：

可见，指针不能进行运算。

从以上测试程序得到的结果可以看出，我们的智能指针满足了前文提到的三条要求。

智能指针的使用军规：

　　只能用来指向堆空间中的单个对象或者变量。

　　不能用来指向堆空间中的数组。

　　不能指向局部的对象或者局部变量。

小结：

　　指针特征操作符(->和*)可以被重载

　　重载指针特征符能够使用对象代替指针

　　智能指针只能用于指向堆空间中的内存

　　智能指针的意义在于最大程度的避免内存问题