28_再论智能指针（下）

关键词：SharedPointer类的实现

0. SharedPointer类图

SharedPointer类图

2. SharedPointer设计要点——计数机制

• 通过计数机制（ref）标识堆内存
  当堆内存被指向时：++ref
  当指针被置空时：--ref
  当ref==0时：释放堆空间
  计数机制原理图

3. SharedPointer类的声明

template < typename T >
class SharedPointer : public Pointer<T>
{
protected:
    int* m_ref;     // 计数机制成员指针
public:
    SharedPointer(T* p = NULL);
    SharedPointer(const SharedPointer<T>& obj);
    SharedPointer<T>& operator= (const SharedPointer<T>& obj);
    void clear();   // 将当前指针置为空
    ~SharedPointer();
};

由于SharedPointer支持多个对象同时指向一片堆空间，因此，必须支持比较操作。

4. SharedPointer类的实现

SharedPointer

#ifndef SHAREDPOINTER_H
#define SHAREDPOINTER_H

#include "cstdlib"
#include "Exception.h"
#include "Pointer.h"

namespace DTLib
{

template < typename T >
class SharedPointer : public Pointer<T>
{
protected:
    int* m_ref;     // 计数机制成员指针
    void assign(const SharedPointer<T>& obj);
public:
    SharedPointer(T* p = NULL);
    SharedPointer(const SharedPointer<T>& obj);
    SharedPointer<T>& operator= (const SharedPointer<T>& obj);
    void clear();   // 将当前指针置为空
    ~SharedPointer();
};

template < typename T >
SharedPointer<T>::SharedPointer(T* p) : m_ref(NULL)
{
    if( p )
    {
        this->m_ref = static_cast<int*>(std::malloc(sizeof(int)));   // 给m_ref分配堆内存空间

        if( this->m_ref )
        {
            *(this->m_ref) = 1;     // 申请成功后，计数赋值为1
            this->m_pointer = p;
        }
        else
        {
            THROW_EXCEPTION(NoEnoughMemoryExcetion, "No memory to create SharedPointer object...");
        }
    }
}

template < typename T >
void SharedPointer<T>::assign(const SharedPointer<T>& obj)
{
    this->m_ref = obj.m_ref;
    this->m_pointer = obj.m_pointer;

    if( this->m_ref )
    {
        ++(*this->m_ref);
    }
}

template < typename T >
SharedPointer<T>::SharedPointer(const SharedPointer<T>& obj)
{
    assign(obj);
}

template < typename T >
SharedPointer<T>& SharedPointer<T>::operator= (const SharedPointer<T>& obj)
{
    if( this != &obj)   // 避免自赋值
    {
        clear();

        assign(obj);
    }

    return *this;
}

template < typename T >
void SharedPointer<T>::clear()
{
    T* toDel = this->m_pointer;
    int* ref = this->m_ref;

    this->m_pointer = NULL;
    this->m_ref = NULL;

    if( ret )       // 判断计数变量是否合法
    {
        --(*ref);       // 将计数变量减1

        if( *ref == 0 ) // 判断计数变量是否为0
        {
            free(ref);  //  释放计数变量的堆空间

            delete toDel;   // 销毁堆空间

        }
    }
}

template < typename T >
SharedPointer<T>::~SharedPointer()
{
    clear();
}

/* 通过全局函数重载 == 操作符*/
template < typename T >
bool operator== (const SharedPointer<T>& l, const SharedPointer<T>& r)
{
    return l.get() == r.get();
}

/* 通过全局函数重载 != 操作符*/
template < typename T >
bool operator!= (const SharedPointer<T>& l, const SharedPointer<T>& r)
{
    return !(l == r);
}

}

#endif // SHAREDPOINTER_H

5. 智能指针的使用军规

• 只能用来指向堆空间中的单个变量/对象
• 不同类型的智能指针对象不能混合使用
• 不要使用delete释放智能指针指向的堆空间

6. 小结

• SharedPointer最大程度的模拟了原生指针的行为
• 计数机制确保了多个智能指针合法的指向同一片堆空间
• 智能指针只能用于指向堆空间中的内存
• 不同类型的智能指针不要混合使用
• 堆对象的生命周期由智能指针进行管理

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！
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