智能指針陷阱 · 那些年躲過的坑兒

之前博客《[淺析C++中的智能指針](http://blog.csdn.net/wangshubo1989/article/details/48337955 "智能指針")》講訴了一些智能指針的東西，可以幫助我們更加方便高效的使用指針，但是凡事都不會很完美。即使你使用智能指針代替了傳統的指針，在實戰中你還是會遇到很多的坑兒。現在，就分幾個方面：首先為了簡化代碼，進行了一些定義： ~~~ class Test { public: Test():m_value(0) { std::cout << "Test::Test" << std::endl; } ~Test() { std::cout << "Test::~Test destructor" << std::endl; } int m_value; }; typedef std::auto_ptr<Test> TestAutoPtr; typedef std::unique_ptr<Test> TestUniquePtr; typedef std::shared_ptr<Test> TestSharedPtr; ~~~ **為什么auto_ptr 被棄用?** auto_ptr 是第一個智能指針。但是為什么會被棄用呢？看看一個簡單的例子 ~~~ void doSomethig(TestAutoPtr myPtr) { myPtr->m_value = 11; } void AutoPtrTest() { TestAutoPtr myTest(new Test()); doSomethig(myTest); myTest->m_value = 10; } ~~~ 編譯上面的代碼并試著運行，會有什么樣的結果呢？答案是在doSomething執行結束后程序崩潰! 我們可以推斷，在doSomething 中，引用計數增加了，但是auto_ptr沒有這樣的功能。所以我們應該傳遞智能指針的引用。但是對于更加復雜的對象，我們就會失去控制。 **為什么 unique_ptr 很好用?** 幸運的是，我們有新的智能指針。在之前的例子中，我們使用std::unique_ptr 代替auto_ptr 這時候，我們會得到編譯錯誤，而不是運行時期的錯誤。因為，我們不能傳遞一個unique_ptr給另一個函數。但是為了可以傳遞，我們可以使用move把智能指針的所有權進行轉移，代碼如下： ~~~ doSomethig(std::move(myTest)); ~~~ **如何使用數組和unique_ptr 聯系在一起?** 首先我們要明確的是，下面的代碼是致命的： ~~~ std::unique_ptr<int> p(new int[10]); // will not work! ~~~ 之所以說上面的代碼是致命的是因為可以編譯通過。但是當資源被釋放掉的時候，只有delete被調用，而不是delete[]。所以，我們如何確保delete[] 被調用呢？你應該這么干： ~~~ std::unique_ptr<int[]> p(new int[10]); p[0] = 10; ~~~ 對于上面的例子，我們可以這么干： ~~~ std::unique_ptr<Test[]> tests(new Test[3]); ~~~ 這樣就會得到我們期望的輸出： Test::Test Test::Test Test::Test Test::~Test destructor Test::~Test destructor Test::~Test destructor **為什么使用shared_ptr ?** 通過引用計數來實現shared_ptr ，所以我們這么干： ~~~ std::shared_ptr<Test> sp(new Test()); std::shared_ptr<Test> sp2 = std::make_shared<Test>(); ~~~ 得到這樣的輸出： Test::Test Test::Test Test::~Test destructor Test::~Test destructor **如何使用數組和shared_ptr 聯系在一起?** ~~~ std::shared_ptr<Test> sp(new Test[2], [](Test *p) { delete [] p; }); ~~~ **如何把智能指針傳遞給函數？** 看代碼： ~~~ void testSharedFunc(std::shared_ptr<Test> sp) { sp->m_value = 10; } void testSharedFuncRef(const std::shared_ptr<Test> &sp) { sp->m_value = 10; } void SharedPtrParamTest() { std::shared_ptr<Test> sp = std::make_shared<Test>(); testSharedFunc(sp); testSharedFuncRef(sp); } ~~~ 只有testSharedFunc 會增加引用計數。也就是說傳遞ref沒有增加引用計數，那么到底是哪種方式好呢？視情況而定！ **如何對智能指針進行類型轉換？** 看看這個代碼： ~~~ class BaseA { protected: int a{ 0 }; public: virtual ~BaseA() { } void A(int p) { a = p; } }; class ChildB : public BaseA { private: int b{ 0 }; public: void B(int p) { b = p; } }; ~~~ 毫無疑問，我可以創建一個指向A的智能指針，并初始化為B： ~~~ std::shared_ptr<BaseA> ptrBase = std::make_shared<ChildB>(); ptrBase->A(10); ~~~ 但是如何強制轉換呢，把ptrBase指向B呢？你可能這樣嘗試： ~~~ ChildB *ptrMan = dynamic_cast<ChildB *>(ptrBase.get()); ptrMan->B(10); ~~~ 成功了，但是代價是你只獲得了一個普通指針。智能指針的引用計數并沒有增加。所以更好的辦法就是使用智能指針的轉換方法： ~~~ std::shared_ptr<ChildB> ptrChild = std::dynamic_pointer_cast<ChildB>(ptrBase); if (ptrChild) { ptrChild->B(20); std::cout << "use count A: " << ptrBase.use_count() << std::endl; std::cout << "use count B: " << ptrChild.use_count() << std::endl; } ~~~ 通過使用std::dynamic_pointer_cast 你會得到一個shared pointer. **結語：** 智能指針沒有用，但是我們應該更加謹慎的使用它們！ stay foolish stay hungry!