27_再论智能指针

关键词：Pointer类的实现、重构SmartPointer类

思考：使用智能指针（Smart Pointer）替换单链表（LinkList）中的原生指针是否可行？
由于智能指针在一片堆空间中最多只能有一个指针标识，而在LinkList中一个node可能需要多个指针表示，违背了智能指针的设计原则，因此不能用智能指针代替LinkList中的原生指针，需要设计一种新的指针类——SharedPointer。

0. 新的设计方案

类图如下所示：

智能指针类

• Pointer是智能指针的抽象父类（模板类）
  纯虚析构函数virtual ~Pointer() = 0
  重载operator->()
  重载operator*()

Pointer.h

#ifndef POINTER_H
#define POINTER_H

#include "Object.h"

namespace DTLib
{

template < typename T >
class Pointer : public Object
{
protected:
    T* m_pointer;
public:
    Pointer(T* p = NULL);
    T* operator-> ();
    T* operator* ();
    bool isNull();
    T* get();
};

Pointer<T>::Pointer(T* p = NULL)
{
    m_pointer = p;
}

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

T* Pointer<T>::operator* ()
{
    return *m_pointer;
}

bool Pointer<T>::isNull()
{
    return (m_pointer == NULL);
}

T* Pointer<T>::get()
{
    return m_pointer;
}

}

#endif // POINTER_H

重构后的SmartPointer.h

#ifndef SMARTPOINTER_H
#define SMARTPOINTER_H

#include "Pointer.h"

namespace DTLib
{
template < typename T >
class SmartPointer : public Pointer<T>
{
public:
    SmartPointer(T* p = NULL);
    SmartPointer(const SmartPointer<T>& obj);
    SmartPointer<T>& operator= (const SmartPointer<T>& obj);
    ~SmartPointer();
};

template < typename T >
SmartPointer<T>::SmartPointer(T* p) : Pointer<T>(p)
{

}

/* 拷贝构造函数：一片堆空间最多由智能一个指针标识，防止堆空间重复释放 */
template < typename T >
SmartPointer<T>::SmartPointer(const SmartPointer<T>& obj)
{
    this->m_pointer = obj.m_pointer;           // 将当前对象的指针指向obj对象指针

    /* 为了将一片堆空间最多由一个智能指针标识，需要将obj.m_pointer置空 */
    const_cast<SmartPointer<T>&>(obj).m_pointer = NULL;
}

/* 重载赋值操作符：一片堆空间最多由智能一个指针标识，防止堆空间重复释放 */
template < typename T >
SmartPointer<T>& SmartPointer<T>::operator= (const SmartPointer<T>& obj)
{
    if( this != &obj )  // 排除自赋值
    {
        /* 先创建一个指针指向*this中的pointer,
           然后将obj中的pointer赋值给*this的pointer，
           然后将obj中的pointer置为NULL，
           删除临时指针p（保证类异常安全）*/
        T* p = this->m_pointer;
        this->m_pointer = obj.m_pointer;
        const_cast<SmartPointer<T>&>(obj).m_pointer = NULL;

        delete p;
    }

    return *this;
}

template < typename T>
SmartPointer<T>::~SmartPointer()
{
    delete this->m_pointer;
}

}

#endif // SMARTPOINTER_H

声明：此文章仅是本人在学习狄泰学院《数据结构实战开发教程》所做的笔记，文章中包含狄泰软件资料内容，一切版权归狄泰软件所有！
实验环境：ubuntu10 + Qt Creator2.4.1 + Qt SDK 4.7.4