自己动手实现智能指针auto_ptr

面试的时候，我们经常会被问到如何自己动手实现智能指针auto_ptr.今天我就一边参考STL库中的源代码，一边将auto_ptr的实现敲一遍。

auto_ptr归根到底是一个模版类，那么这个类要实现哪些功能呢？如下：

/*
一个智能指针应该有以下操作：
1.Auto_ptr<T> ap; 　　　　　　     //创建名为ap的为绑定Auto_ptr对象
2.Auto_ptr<T> ap(p); 　　　　　   //创建 ap 的Auto_ptr对象，ap用友指针 p 指向的对象。该构造函数为explicit
3.Auto_ptr<T> ap1(ap2)              //创建名为ap1的Auto_ptr对象，ap1保存原来存在ap2中的指针。将所有权转给ap1，ap2成为未绑定的Auto_ptr对象
4.ap1 = ap2　　　　　　　　　　　 //将所有权从ap2转给ap1。删除ap1指向的对象并且使ap1指向ap2指向的对象，使ap2成为未绑定的
5.~ap 　　　　　　　　　　　　　　 //析构函数。删除ap指向的对象
6.*ap                                            //返回对ap所绑定对象的引用
7.ap->                                          //返回ap保存的指针
8.ap.reset(p)                                //如果ap与p的值不同，则删除ap指向的独享并且将ap绑定到p
9.ap.release()                               //返回ap所保存的指针并且是ap成为未绑定的
10.ap.get()                                   //返回ap保存的指针
*/

具体代码如下：

template<class T>
class Auto_ptr {
private:
    T *ptr;        //真正的指针值
    mutable bool owns;    //是否拥有该指针
public:
    //不可以隐式转化的构造函数
    explicit Auto_ptr(T *p = 0):ptr(p),owns((bool)p){}    //不能隐式转化，例如Auto_ptr<int> Ap = new int(1024) //error
    //复制构造函数
    //Auto_ptr(const Auto_ptr& a):ptr(a.ptr),owns(a.owns){ a.owns = 0;}
    //泛化版的复制构造函数
    template <class U>
    Auto_ptr(const Auto_ptr<U>& a):ptr(a.ptr),owns(a.owns){ a.owns = 0;}

    //重载赋值操作符
    Auto_ptr& operator=(const Auto_ptr& a)
    {
        if(&a != this)    //防止自身赋值
        {
            if(owns)
                delete ptr;
            owns = a.owns;
            ptr  = a.ptr;
            a.owns = 0;
        }
    }
    //泛化版的重载赋值操作符
    template<class U>
    Auto_ptr& operator=(Auto_ptr<U>& a)
    {
        if (&a != this)
        {
            if(owns)
                delete ptr;
            owns = a.owns;
            ptr  = a.ptr;
            a.owns = false;
        }
        return *this;
    }
    T& operator  *() const {return *ptr;} 
    T* operator ->() const {return ptr;}
    T* get() const { return ptr;}
    void reset(T *p = 0)
    {
        if(owns)
        {
            if(ptr != p)    //如果p 和 ptr的值不同    
            {
                delete ptr;    //删除原来指向的对象
            }                //else付过相同肯定不能删除啊
        }
        ptr = p;            //这里赋值时安全的，机试ptr和p原来相等
    }
    T* release() const{ owns = false;return ptr;}
    ~Auto_ptr(){if(owns) {cout << "析构！"<< endl;delete ptr;}}
};

测试代码如下:

#include<iostream>

using namespace std;

int main()
{
    Auto_ptr<int> Ap;
    Auto_ptr<int> Ap1(new int(1024));
    //Auto_ptr<int> Ap2 = new int(1024);    //error
    //if(Ap == NULL)        //error
    if(Ap.get() == NULL)
    { 
        cout << "Ap is NULL!" << endl;
    }
    cout << "Before = Ap1 value is:" << Ap1.get() << endl;
    Auto_ptr<int> Ap3 ;
    Ap3 = Ap1;
    cout << "After  = Ap1 value is:" << Ap1.get() << endl;
    int *p = Ap3.release();
    cout << "Ap3 value is:" << Ap3.get() << endl; 
    Ap3.reset(new int(12));
    cout << "Ap3 value is:" << Ap3.get() << endl;
    return 0;
}

测试的结果:

由上图我们可以看到Ap1在 赋值=之前和之后都指向的地址都是00620FB8，说明赋值并没有改变智能指针的指向，只是将拥有的标志owns改变了。通过reset函数可以重新绑定智能指针！