智能指针、移动语义（二）-赵东阳的个人网站

书接上文，如果我们不做拷贝，只是将指针的所有权传递出去。我们应该如何实现？

C++的 等号运算符重载 有点类似复制构造函数，将等号（=）右边的本类对象的值复制给等号左边的对象。

通过重载等号运算符，将“Auto_ptr”切换为普通指针，并且将Auto_ptr置空。

#include <iostream>
 
template<class T>
class Auto_ptr
{
	T* m_ptr;
public:
	Auto_ptr(T* ptr=nullptr)
		:m_ptr(ptr)
	{
	}
	
	~Auto_ptr()
	{
		delete m_ptr;
	}
 
	// A copy constructor that implements move semantics
	Auto_ptr(Auto_ptr& a) // note: not const
	{
		m_ptr = a.m_ptr; // transfer our dumb pointer from the source to our local object
		a.m_ptr = nullptr; // make sure the source no longer owns the pointer
	}
	
	// An assignment operator that implements move semantics
	Auto_ptr& operator=(Auto_ptr& a) // note: not const
	{
		if (&a == this)
			return *this;
 
		delete m_ptr; // make sure we deallocate any pointer the destination is already holding first
		m_ptr = a.m_ptr; // then transfer our dumb pointer from the source to the local object
		a.m_ptr = nullptr; // make sure the source no longer owns the pointer
		return *this;
	}
 
	T& operator*() const { return *m_ptr; }
	T* operator->() const { return m_ptr; }
	bool isNull() const { return m_ptr == nullptr;  }
};
 
class Resource
{
public:
	Resource() { std::cout << "Resource acquired\n"; }
	~Resource() { std::cout << "Resource destroyed\n"; }
};
 
int main()
{
	Auto_ptr<Resource> res1(new Resource());
	Auto_ptr<Resource> res2; // Start as nullptr
 
	std::cout << "res1 is " << (res1.isNull() ? "null\n" : "not null\n");
	std::cout << "res2 is " << (res2.isNull() ? "null\n" : "not null\n");
 
	res2 = res1; // res2 assumes ownership, res1 is set to null
 
	std::cout << "Ownership transferred\n";
 
	std::cout << "res1 is " << (res1.isNull() ? "null\n" : "not null\n");
	std::cout << "res2 is " << (res2.isNull() ? "null\n" : "not null\n");
 
	return 0;
}

移动而非拷贝，这就是move semantics。

但这就万无一失了吗？

std::auto_ptr是通过拷贝构造函数和赋值运算符重载实现移动语义，把一个std::auto_ptr传值给一个函数，会造成auto_ptr指向的资源被转移给了函数的参数。函数参数是一个局部变量，在函数执行完成之后就会被销毁，其指向的资源也会被销毁。然后调用者如果继续使用auto_ptr就会得到一个空指针，造成程序crash（只能用一次，除非再次申请）。

其次，std::auto_ptr释放内存总是用delete xxx，而不是delete[] xxx，这就意味着auto_ptr不能正确释放动态分配的数组。更糟糕的是，如果你把指向数组的指针传给auto_ptr，它不会报任何错误或警告，这样看下来，就会导致内存泄漏问题。

最后，auto_ptr不能处理C++标准库中的其他类，包括大多数容器和算法类。这是因为这些类在做copy的时候确实是做了copy而不是move。

基于上述原因，auto_ptr在C++11不推荐使用。

正是因为这个原因，c++11正式定义了移动语义，并且提供了三种智能指针。

std::unique_ptr

独占语义
一个非空的unique_ptr永远独占其指向的对象
move-only
会把所有权从源指针转向目的指针，这时候源指针会指向null
析构的时候，会delete来释放原生指针指向的空间
拷贝禁止
std::unique_ptr 不允许拷贝
std::unique_ptr 开销小，速度快。
move-only特定的智能指针使用独占语义管理资源。并且可以轻易转化为shared_ptr。

std::weak_ptr

weak_ptr是一种不控制所指向对象生存期的智能指针（弱引用），它指向一个由shared_ptr管理的对象，将一个weak_ptr绑定到一个shared_ptr不会改变shared_ptr的引用计数。一旦最后一个指向对象的shared_ptr被销毁，对象就会被释放，即使有weak_ptr指向对象，对象还是会被释放。

std::shared_ptr使用了引用计数，记录指向资源的std::shared_ptr个数

对性能的影响：

大小是原生指针的两倍大小，内部除了包含一个指向资源的原生指针，还有资源的引用计数
引用计数的递增或者递减必须是原子的，这部分会引起一定开销
move-construct 比 copy-constructor一个shared_ptr要快，copy需要修改引用计数，move则不需要。

目录CONTENT

智能指针、移动语义（二）

评论区