共享指针是怎么回事？

Question

我的程序由于添加了指向向量的指针而失败。经过大量阅读和删除后，我将其更改为将共享指针添加到集合中（使用插入），一开始很好，但现在也失败了。我尝试了两种解决方案；两者都不起作用。其中一个也失败了，而另一种（make共享类型）则无法编译。

阅读更多内容后，我发现了这个 论坛 其中指出，我不应该指向具有两个不同共享指针的对象，而应该创建它的副本。那么共享指针的最大区别是什么......？

Answer 1

一切都与所有权有关。如果实体（函数或对象）负责确保删除指针，则该实体（函数或对象）被称为“拥有”指针。每当您使用new时，某人、某处都必须取得返回指针的所有权。如果不是这种情况，则存在内存泄漏。

各种智能指针的目的都是对某种形式的所有权进行建模。智能指针的析构函数是可以触发指针删除的。

std::auto_ptr （只要你不复制它）模型单一所有权。也就是说，任何拥有 auto_ptr 实例的实体都是会导致该指针被破坏的实体。感谢黑客技术，复制 auto_ptr 实际上将所有权从复制的对象转移到要复制到的对象（注意：永远不要这样做）。

所以，如果你有这个：

std::auto_ptr<int> p1 = new int(4);

它肯定会被销毁（只要持有它的实体被正确清理）。当p1脱离堆栈时，指针将被销毁。如果p1是类的成员，那么当该类实例被销毁时，指针将被销毁。指针的生命周期是有范围的。 Boost 实际上有一个不可复制的等效项，称为 boost::scoped_ptr。

使用任何类型的智能指针时都必须遵守几条规则。这是最重要的。

规则#1：如果您从裸指针构造一个智能指针实例，那么您所说的是，“当前没有对象拥有此指针的所有权。我现在< em>将所有权交给您，即智能指针。”这就是从裸指针构造智能指针对象的含义。

此代码违反了规则 #1：

std::auto_ptr<int> p1 = new int(4);
std::auto_ptr<int> p2 = p1.get();

auto_ptr::get() 函数返回指针，因此这是合法的 C++ 代码（可以编译）。但是，p1 和 p2 现在都认为它们拥有该指针。因为 auto_ptr 仅模型单一所有权，这是不允许的。当p2被销毁时，它将删除该指针。然后，当p1被销毁时，它将尝试删除相同指针。

哎呀。

现在我们已经非常清楚规则#1了，让我们看看shared_ptr。这个智能指针模型共享所有权。多个实体可以同时声明指针的所有权。仅当全部都使用完该指针后，该指针才会被删除。因此，如果 3 个对象都包含同一对象的 shared_ptr，则在删除所有包含 shared_ptr 的三个对象之前，该对象不会被删除。

重要的是要理解 shared_ptr 是一个智能指针。因此，它受规则#1 的约束。

这可能没有道理。毕竟，它应该允许共享所有权。这一定意味着这是允许的，对吧？

shared_ptr<int> p1 = new int(4);
shared_ptr<int> p2 = p1.get();

没有。这仍然是错误的。 auto_ptr 和 shared_ptr 之间的区别在于，您可以使用 shared_ptr 来执行此操作：

shared_ptr<int> p1 = new int(4);
shared_ptr<int> p2 = p1;

这是 p2 的复制构造代码>p1。从裸指针创建 shared_ptr 与从现有 shared_ptr 创建共享指针之间存在根本区别。后者实际上是两者之间共享所有权的东西。前者只会造成坏事。

因此，如果您有一个裸指针并将其放入 shared_ptr 中，则只能对该指针执行一次。如果您想共享所有权，则必须复制它。

有一个半后门：enable_shared_from_this。如果您从此类型派生一个类，那么您的类将具有一个 shared_from_this 私有成员，该类的成员函数可使用该成员来转移所有权。所以：

struct Type : public enable_shared_from_this
{
  DoSomething()
  {
    shared_ptr<Type> p2 = shared_from_this();
    FunctionThatTakesOwnership(p2);
  }
};

shared_ptr<Type> p1 = new Type;
p1->DoSomething();

除此之外，您还必须通过显式复制对象来转移所有权。

Answer 2

shared_ptr，顾名思义，如果从不同的地方引用了shared_ptr指向的对象，则应该使用shared_ptr。

例如 - 类 A1 和 A2 应该使用相同的 S 类型对象。因此两者都应该持有指向 S 的指针。但是谁独占它（谁应该删除它）。就说A1吧。因此，A1 在其析构函数中将删除 S。但是，如果 A1 在 A2 之前被销毁，会发生什么情况 - A2 将具有指向 S 的悬空指针（指向已删除对象的指针）。使用共享指针而不是指向 S 的原始指针 (S*) 可以解决此问题。

Answer 3

共享指针取得所指向对象的所有权。

其语义是，当复制shared_ptr时，每个人依次共享一个句柄，以获取其共享的所有权知识。当最后一个副本被销毁时，它就销毁了该对象。这使您不必在正确的时间手动管理对 delete 的调用，并且（希望）使内存泄漏更少。

为了做到这一点，正常的风格是在创建shared_ptr时为其提供一个new堆对象，并避免此后直接使用原始指针。

您在STL集中使用shared_ptr是正确的。这是确保集合被销毁时对象被清理的正确方法。