語(yǔ)言支持這一機(jī)制。）”

Solmyr 嘆了口氣，用一種平靜的眼神盯著 zero ：“是不是在 BBS 上和人吵 C++ 和 Java 哪個(gè)更好？而且吵輸了？我早告訴過(guò)你，這種爭(zhēng)論再無(wú)聊不過(guò)了。”

“呃 …… 是”，zero 不得不承認(rèn) ——— Solmyr 的眼神雖然一點(diǎn)也不銳利，但是卻莫名其妙的讓 zero 產(chǎn)生了微微的恐懼感。

“而且，誰(shuí)告訴你 C++ 不支持垃圾收集的？”

“啊！Solmyr 你不是開(kāi)玩笑吧？！”

“zero 你得轉(zhuǎn)變一下觀(guān)念。我問(wèn)你，C++ 支不支持可以動(dòng)態(tài)改變大小的數(shù)組？”

“這 …… 好象也沒(méi)有吧？”

“那 vector 是什么東西？”

“呃 ……”

“支持一種特性，并不是說(shuō)非得把這個(gè)特性加到語(yǔ)法里去，我們也可以選擇用現(xiàn)有的語(yǔ)言機(jī)制實(shí)現(xiàn)一個(gè)庫(kù)來(lái)支持這個(gè)特征。以垃圾收集為例，這里我們的任務(wù)是要保證每一個(gè)被動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存塊都能夠被釋放，也就是說(shuō) ……”，Solmyr 不知從哪里找出了一張紙、一支筆，寫(xiě)到：

int* p = new int; // 1
delete p; // 2

“也就是說(shuō)，對(duì)于每一個(gè) 1 ，我們要保證有一個(gè) 2 被調(diào)用，1 和 2 必須成對(duì)出現(xiàn)。我來(lái)問(wèn)你，C++ 中有什么東西是由語(yǔ)言本身保證一定成對(duì)出現(xiàn)的？”

“……”，zero 露出了努力搜索記憶的表情，不過(guò)很明顯一無(wú)所獲。

“提示一下，和類(lèi)的創(chuàng)建有關(guān)。”

“哦！構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)！”

“正確。可惜普通指針沒(méi)有構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)，所以我們必須要寫(xiě)一個(gè)類(lèi)來(lái)加一層包裝，最簡(jiǎn)單的就象這樣：”

class my_intptr
{
public:
int* m_p;

my_intptr(int* p){ m_p = p; }
~my_intptr(){ delete m_p; }
};

…………

my_intptr pi(new int);
*(pi.m_p) = 10;

…………

“這里我們可以放心的使用 my_intptr ，不用擔(dān)心內(nèi)存泄漏的問(wèn)題：一旦 pi 這個(gè)變量被銷(xiāo)毀，我們知道 pi.p 指向的內(nèi)存塊一定會(huì)被釋放。不過(guò)如果每次使用 my_intptr 都得去訪(fǎng)問(wèn)它的成員未免太麻煩了。為此，可以給這個(gè)類(lèi)加上重載的 * 運(yùn)算符：”

class my_intptr
{
private:
int* m_p;

public:
my_intptr(int* p){ m_p = p; }
~my_intptr(){ delete m_p; }

int& operator*(){ return *m_p; }
};

…………

my_intptr pi;
*pi = 10;
int a = *pi;

…………

“現(xiàn)在是不是看起來(lái) my_intptr 就像是一個(gè)真正的指針了？正因?yàn)槿绱耍@種技術(shù)被稱(chēng)為智能指針。現(xiàn)在我問(wèn)你，這個(gè)類(lèi)還缺少哪些東西？”

zero 皺著眉頭，眼睛一眨一眨，看上去就像一臺(tái)慢速電腦正在辛苦的往它的硬盤(pán)上拷貝文件。良久，zero 抬起頭來(lái)，不太確定的說(shuō)：“是不是還缺少一個(gè)拷貝構(gòu)造函數(shù)和一個(gè)賦值運(yùn)算符？”

“說(shuō)說(shuō)為什么。”，Solmyr 顯然不打算就這樣放過(guò) zero。

“因?yàn)?…… 我記得沒(méi)錯(cuò)的話(huà) …… 《50 誡 》（注：指《Effective C++ 2/e》一書(shū)）中提到過(guò)，如果你的類(lèi)里面有指針指向動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存，那么一定要為它寫(xiě)一個(gè)拷貝構(gòu)造函數(shù)和一個(gè)賦值運(yùn)算符 …… 因?yàn)?…… 否則的話(huà)，一旦你做了賦值，會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)對(duì)象的指針指向同一塊內(nèi)存。對(duì)了！如果是上面的類(lèi)，這樣一來(lái)會(huì)導(dǎo)致同一個(gè)指針被 delete 兩次！”

“正確。那么我們應(yīng)該怎樣來(lái)實(shí)現(xiàn)呢？”

“這簡(jiǎn)單，我們用 memcpy 把目標(biāo)指針指向的內(nèi)存中的內(nèi)容拷貝過(guò)來(lái)。”

“如果我們的智能指針指向一個(gè)類(lèi)的對(duì)象怎么辦？注意，類(lèi)的對(duì)象中可能有指針，不能用 memcpy。”

“那 …… 我們用拷貝構(gòu)造的辦法。”

“如果我們的智能指針指向的對(duì)象不能拷貝構(gòu)造怎么辦？它可能有一個(gè)私有的拷貝構(gòu)造函數(shù)。”

“那 ……”，zero 頓了一頓，決定老實(shí)承認(rèn)，“我不知道。”

“問(wèn)題在哪你知道么？在于你沒(méi)有把智能指針看作指針。想象一下，如果我們對(duì)一個(gè)指針做賦值，它的含義是什么？”

“呃，我明白了，在這種情況下，應(yīng)該想辦法讓兩個(gè)智能指針指向同一個(gè)對(duì)象 …… 可是 Solmyr ，這樣以來(lái)豈不是仍然要對(duì)同一個(gè)對(duì)象刪除兩遍？”

“是的，我們得想辦法解決這 個(gè)問(wèn)題，辦法不只一種。比較好的一種是為每個(gè)指針維護(hù)一個(gè)引用計(jì)數(shù)值，每次賦值或者拷貝構(gòu)造，就讓計(jì)數(shù)值加一，這意味著指向這個(gè)內(nèi)存塊的智能指針又多了一 個(gè)；而每有一個(gè)智能指針被銷(xiāo)毀，就讓計(jì)數(shù)值減一，這意味著指向這個(gè)內(nèi)存塊的智能指針少了一個(gè)；一旦計(jì)數(shù)值為 0 ，就釋放內(nèi)存塊。象這樣：”

class my_intptr
{
private:
int* m_p;
int* m_count;

public:
my_intptr(int* p)
{
m_p = p;
m_count = new int; // 初始化計(jì)數(shù)值為 1
*m_count = 1;
}
my_intptr(const my_intptr& rhs) // 拷貝構(gòu)造函數(shù)
{
m_p = rhs.m_p; // 指向同一塊內(nèi)存
m_count = rhs.m_count; // 使用同一個(gè)計(jì)數(shù)值
(*m_count)++; // 計(jì)數(shù)值加 1
}
~my_intptr()
{
(*m_count)--; // 計(jì)數(shù)值減 1
if( *m_count == 0 ) // 已經(jīng)沒(méi)有別的指針指向該內(nèi)存塊了
{
delete m_p;
delete m_count;
}
}

my_intptr& operator=(const my_intptr& rhs)
{
if( m_p == rhs.m_p ) // 首先判斷是否本來(lái)就指向同一內(nèi)存塊
return *this; // 是則直接返回

(*m_count)--; // 計(jì)數(shù)值減 1 ，因?yàn)樵撝羔槻辉僦赶蛟瓉?lái)內(nèi)存塊了
if( *m_count == 0 ) // 已經(jīng)沒(méi)有別的指針指向原來(lái)內(nèi)存塊了
{
delete m_p;
delete m_count;
}

m_p = rhs.m_p; // 指向同一塊內(nèi)存
m_count = rhs.m_count; // 使用同一個(gè)計(jì)數(shù)值
(*m_count)++; // 計(jì)數(shù)值加 1
}

…………
};

“其他部分沒(méi)有什么太大變化，我不費(fèi)事了。現(xiàn)在想象一下我們?cè)鯓邮褂眠@種智能指針？”，Solmyr 放下了筆，再次拿起了筷子，有些惋惜的發(fā)現(xiàn)他愛(ài)吃的肉丸子已經(jīng)冷了。

zero 想象著，有些遲疑。“我們 …… 可以用 new int 表達(dá)式作為構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)來(lái)構(gòu)造一個(gè)智能指針，然后 …… 然后我們可以任意的賦值，”，他開(kāi)始抓住了思路，越說(shuō)越快，“任意的用已經(jīng)存在的智能指針來(lái)構(gòu)造新的智能指針，智能指針的賦值運(yùn)算符、拷貝構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu) 會(huì)保證計(jì)數(shù)值始終等于指向該內(nèi)存塊的智能指針數(shù)。”zero 似乎明白了他看到了怎樣的功能， 開(kāi)始激動(dòng)起來(lái)：“然后一旦計(jì)數(shù)值為 0 被分配的內(nèi)存塊就會(huì)釋放！也就是說(shuō) …… 有指針指向內(nèi)存塊，它就不釋放，一旦沒(méi)有，它就自動(dòng)釋放！太棒了！我們只要一開(kāi)始正確的初始化智能指針，就可以象普通指針那樣使用它，而且完全不用擔(dān)心內(nèi) 存釋放的問(wèn)題！太棒了！”zero 激動(dòng)的大叫：“這就是垃圾收集！Solmyr ！我們?cè)陲堊郎蠈?shí)現(xiàn)了一個(gè)垃圾收集器！”

Solmyr 很明顯沒(méi)有分享 zero 的激動(dòng)：“我在吃飯，你能不能不要大叫‘飯桌上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)垃圾收集器’這種倒胃口的話(huà)？”頓了一頓，Solmyr 帶著他招牌式的壞笑，以一種可惡的口吻說(shuō)道：“而且請(qǐng)注意一下自己的形象。”

“嗯？”，zero 回過(guò)神來(lái)，發(fā)現(xiàn)自己不知什么時(shí)候站了起來(lái)，而整個(gè)餐廳里的人都在看著他嘿嘿偷笑，這讓他感覺(jué)自己像個(gè)傻瓜。

zero 紅著臉坐下，壓低了聲音問(wèn) Solmyr ：“不過(guò) Solmyr ，這確實(shí)是一個(gè)的垃圾收集機(jī)制啊，只要我們把這個(gè)類(lèi)改成 …… 嗯 …… 改成模板類(lèi)，象這樣：”zero 抓過(guò)了紙筆，寫(xiě)到：

template <typename T>
class my_ptr
{
private:
T* m_p;
int* m_count;
…………
};

“它不就能支持任意類(lèi)型的指針了嗎？我們就可以把它用在任何地方。”

Solmyr 搖了搖頭：“不，你把問(wèn)題想的太簡(jiǎn)單了。對(duì)于簡(jiǎn)單的類(lèi)型，這個(gè)類(lèi)確實(shí)可以處理的很好，但實(shí)際情況是很復(fù)雜的。考慮一個(gè)典型情況：類(lèi) Derived 是類(lèi) Base 的派生類(lèi)，我們希望這樣賦值：”

Base* pb;
Derived pd;
…………
pb = pd;

“你倒說(shuō)說(shuō)看，這種情況，怎樣改用上面這個(gè)智能指針來(lái)處理？”

“……”，zero 沉默了。

“要實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的垃圾收集機(jī)制并不容易，因?yàn)橛性S多細(xì)節(jié)要考慮。”，Solmyr 開(kāi)始總結(jié)了，“不過(guò)，基本思路就是上面說(shuō)的這些。值得慶幸的是，目前已經(jīng)有了一個(gè)相當(dāng)成熟的‘引用計(jì)數(shù)’智能指針，boost::shared_ptr。 大多數(shù)情況下，我們都可以使用它。另外，除了智能指針之外，還有一些技術(shù)也能夠幫助我們避開(kāi)釋放內(nèi)存的問(wèn)題，比如內(nèi)存池。但是，關(guān)鍵在于 ——— ”

Solmyr 再度用那種平靜的眼神盯著 zero ：

“身為 C/C++ 程序員，必須有創(chuàng)造力。那種躺在語(yǔ)言機(jī)制上不思進(jìn)取的人，那種必須要靠語(yǔ)法強(qiáng)制才知道怎樣編程的人，那種沒(méi)有別人告訴他該干什么就無(wú)所適從的人，不適合這門(mén)語(yǔ)言。