一個C++中智能指針的設計

在C++中，智能指針是存儲一些動態分配對象或者資源的類，主要用於控制資源或者動態對象的使用生存期，設計的目的如下：

1. 保證能夠正確的分配和銷毀動態對象或者資源，以防止內存洩露等問題。
2. 跟蹤對象或者資源的使用情況。

智能指針的實現一般都是使用引用計數，將一個計數器與使用的指針相關聯起來，此時引用計數器跟蹤該所屬類有外部多少共享。因此在實現的時候，就有兩個根本的部分

1. 計數表示。用於實現對動態對象或者資源使用的計數。
2. 指針表示。用於將動態對象或者資源的指針使用間接表現。

根據智能指針主要是上面兩大部分，智能指針可以稱為“智能計數指針”，智能主要是計數的意思，當然計數的用途就因應用而不同了，或者只是為了跟蹤，或者是為了資源管理，或者是為了防止多次釋放等等。

一，智能指針實現

下面的模板類，用於實現對指針的封裝，其實現的功能如下：

1. 指針構造。根據需要被封裝的動態對象或者資源的指針，構造智能指針，一般在構造時，會將資源的計數加1；
2. 指針運算符重載。下面重載了*，=，->等運算符。
3. 指針數據。一個指向模板類型的指針，T* ptr_

1. template <class T>
2. class scoped_refptr {
3. public:
4. scoped_refptr() : ptr_(NULL) {
5. }
7. scoped_refptr(T* p) : ptr_(p) {
8. if (ptr_)
9. ptr_->AddRef();
10. }
12. scoped_refptr(const scoped_refptr<T>& r) : ptr_(r.ptr_) {
13. if (ptr_)
14. ptr_->AddRef();
15. }
17. template <typename U>
18. scoped_refptr(const scoped_refptr<U>& r) : ptr_(r.get()) {
19. if (ptr_)
20. ptr_->AddRef();
21. }
23. ~scoped_refptr() {
24. if (ptr_)
25. ptr_->Release();
26. }
28. T* get() const { return ptr_; }
29. operator T*() const { return ptr_; }
30. T* operator->() const { return ptr_; }
32. T* release() {
33. T* retVal = ptr_;
34. ptr_ = NULL;
35. return retVal;
36. }
38. scoped_refptr<T>& operator=(T* p) {
39. // AddRef first so that self assignment should work
40. if (p)
41. p->AddRef();
42. if (ptr_ )
43. ptr_ ->Release();
44. ptr_ = p;
45. return *this;
46. }
48. scoped_refptr<T>& operator=(const scoped_refptr<T>& r) {
49. return *this = r.ptr_;
50. }
52. template <typename U>
53. scoped_refptr<T>& operator=(const scoped_refptr<U>& r) {
54. return *this = r.get();
55. }
57. void swap(T** pp) {
58. T* p = ptr_;
59. ptr_ = *pp;
60. *pp = p;
61. }
63. void swap(scoped_refptr<T>& r) {
64. swap(&r.ptr_);
65. }
67. protected:
68. T* ptr_;
69. };

有了這個類之後，我們可以定義一個指針，如針對class window的智能指針

scoped_refptr<window> win;

此時，上面的模板就會包含一個window *ptr_的指針，從上面可以看出，為了能夠正常工作，這類型的指針都必須要實現AddRef和Release方法，這應該不會是要求在class window中實現的吧？那也不太不符合封裝的正常邏輯了。答案是：當然不會在class window中實現，這兩個方法主要是針對計數的方法，專門針對class window封裝一個計數器類，下面的計數器封裝。