Ralph Shane (free2000fly at gmail dot com)

Smart Pointer

概述

包含兩種指針: 強(qiáng)指針 strong_ptr 和 弱指針 weak_ptr。基本上可以替換 std::shared_ptr 和 std::weak_ptr.

強(qiáng)指針對(duì)象持有物件的指針並增加“強(qiáng)”引用計(jì)數(shù)；當(dāng)強(qiáng)指針對(duì)象析搆時(shí)，“強(qiáng)”引用計(jì)數(shù)自減；當(dāng)“強(qiáng)”引用計(jì)數(shù)自減到 0 時(shí)，強(qiáng)指針對(duì)象釋放物件實(shí)體。

弱指針對(duì)象不負(fù)責(zé)管理所持有物件的生命周期，它僅僅維護(hù)著一個(gè)“弱”引用計(jì)數(shù)，並在需要時(shí)從自身生成一個(gè)強(qiáng)指針。弱指針的存在是爲(wèi)了避免循環(huán)引用情況的出現(xiàn)，從而導(dǎo)致智能指針持有的物件無(wú)法釋放。

實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)

1. 簡(jiǎn)單的類 ref_count 用於實(shí)現(xiàn)對(duì)“強(qiáng)”引用計(jì)數(shù)和“弱”引用計(jì)數(shù)的操作。

2. 基類 base_ptr 實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)指針和弱指針的絕大部分邏輯，這個(gè)類是強(qiáng)指針和弱指針共同的基類。有兩個(gè)成員變量，ref_count 對(duì)象實(shí)體指針 m_counter 和 raw 物件指針。這個(gè)類的關(guān)鍵點(diǎn)有四:

   (1) 在非零的 raw 物件指針傳入到構(gòu)造函數(shù)時(shí)，持有該指針，並創(chuàng)建 ref_count 對(duì)象實(shí)體指針 m_counter 成員變量，此時(shí)“強(qiáng)”引用計(jì)數(shù)為 1，而“弱”引用計(jì)數(shù)為 0。

   (2) 在“拷貝構(gòu)造函數(shù)”的參數(shù)裏傳入強(qiáng)指針或弱指針對(duì)象時(shí)，調(diào)用 acquire 函數(shù)。

   (3) acquire 函數(shù)裏完成兩件事: 持有傳入的 ref_count 對(duì)象指針，增加“強(qiáng)”引用計(jì)數(shù)或“弱”引用計(jì)數(shù)；持有傳入的 raw 物件指針。

   (4) 在 base_ptr 對(duì)象析搆時(shí)，調(diào)用最關(guān)鍵的 release 函數(shù)。release 函數(shù)針對(duì)自身 base_ptr 對(duì)象是強(qiáng)指針還是弱指針決定“強(qiáng)”引用計(jì)數(shù)或“弱”引用計(jì)數(shù)的自減。當(dāng)“強(qiáng)”引用計(jì)數(shù)為 0 時(shí)，釋放（delete）持有的物件。繼續(xù)下一步的判斷，當(dāng)“強(qiáng)”引用計(jì)數(shù)和“弱”引用計(jì)數(shù)都為 0 時(shí)，釋放（delete）ref_count 對(duì)象實(shí)體指針 m_counter。然後將 raw 物件指針 m_ptr 和 m_counter 變量歸零。

3. strong_ptr 類基本上就是轉(zhuǎn)發(fā) base_ptr 基類的操作。weak_ptr 類與 strong_ptr 類似，就是將對(duì) raw 物件指針的直接操作屏蔽掉。

源代碼的下載地址： https://github.com/free2000fly/SmartPointer/blob/master/smart_ptr.h