（六）boost庫以內存管理shared_ptr

一、shared_ptr的基本用法

    boost::shared_ptr<int> sp(new int(10));     //一個指向整數的shared_ptr
    assert(sp.unique());                        //如今shared_ptr是指針的惟一持有者
    boost::shared_ptr<int> sp2 = sp;            //第二個shared_ptr,拷貝構造函數
    assert(sp == sp2 && sp.use_count() == 2);   //兩個shared_ptr相等,指向同一個對象,引用計數爲2
    *sp2 = 100;                                 //使用解引用操做符修改被指對象 
    assert(*sp == 100);                         //另外一個shared_ptr也同時被修改
    sp.reset();                                 //中止shared_ptr的使用，引用計數減一
    assert(!sp);                                //sp再也不持有任何指針(空指針)
    assert(sp2.use_count() == 1);               //sp2引用計數變爲1
    sp.reset(new int(20));                      //sp管理一個新對象
    assert(*sp == 20);

 

二、應用於標準容器

    有兩種方式能夠將shared_ptr應用於標準容器（或者容器適配器等其餘容器）。

    一種用法是將容器做爲shared_ptr管理的對象，如shared_ptr<list<T> >，使容器能夠被安全地共享，用法與普通shared_ptr沒有區別，咱們再也不討論。

    另外一種用法是將shared_ptr做爲容器的元素，如vector<shared_ptr<T> >，由於shared_ptr支持拷貝語義和比較操做，符合標準容器對元素的要求，因此能夠實如今容器中安全地容納元素的指針而不是拷貝。

    標準容器不能容納auto_ptr，這是C++標準特別規定的（讀者永遠也不要有這種想法）。標準容器也不能容納scoped_ptr，由於scoped_ptr不能拷貝和賦值。標準容器能夠容納原始指針，但這就喪失了容器的許多好處，由於標準容器沒法自動管理類型爲指針的元素，必須編寫額外的大量代碼來保證指針最終被正確刪除，這一般很麻煩很難實現。

    存儲shared_ptr的容器與存儲原始指針的容器功能幾乎同樣，但shared_ptr爲程序員作了指針的管理工做，能夠任意使用shared_ptr而不用擔憂資源泄漏。

#include <boost/make_shared.hpp> 
int main()  
{      
    typedef vector<shared_ptr<int> > vs;    //一個持有shared_ptr的標準容器類型      
    vs v(10);                               //聲明一個擁有10個元素的容器，元素被初始化爲空指針       
    int i = 0;      
    for (vs::iterator pos = v.begin(); pos != v.end(); ++pos)      
    {          
        (*pos) = make_shared<int>(++i);     //使用工廠函數賦值          
        cout << *(*pos) << ", ";            //輸出值      
    }      
    cout << endl;       
    shared_ptr<int> p = v[9];      
    *p = 100;      
    cout << *v[9] << endl;  
} 

    這段代碼須要注意的是迭代器和operator[]的用法，由於容器內存儲的是shared_ptr，咱們必須對迭代器pos使用一次解引用操做符*以得到shared_ptr，而後再對shared_ptr使用解引用操做符*才能操做真正的值。*(*pos)也能夠直接寫成**pos，但前者更清晰，後者很容易讓人迷惑。vector的operator[]用法與迭代器相似，也須要使用*獲取真正的值。

三、使用助手類enable_shared_from_this

    爲何要使用enable_shared_from_this，或許你對這個類感到很迷惑，先看看下面這種狀況：

class MyPoint
{
public:
    MyPoint(){std::cout << "MyPoint" << std::endl;}
    ~MyPoint(){std::cout << "~MyPoint" << std::endl;}
    //返回this的函數
    boost::shared_ptr<MyPoint> GetPoint()
    {
        return boost::shared_ptr<MyPoint>(this);   //錯誤，將返回一個新的引用計數
    }
};
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    boost::shared_ptr<MyPoint> p1(new MyPoint);    
    boost::shared_ptr<MyPoint> p2 = p1->GetPoint(); 
    std::cout << p1.use_count() << "," << p2.use_count() << std::endl;  //輸出引用計數狀況
    p1.reset();          //內存將被釋放
}

咱們獲得的答案將是：

MyPoint
1,1
~MyPoint

怎麼正確的返回this呢，那麼就須要藉助enable_shared_from_this了，引入enable_shared_from_this的緣由是能夠實現返回值爲指向該類自己的shared_ptr

正確的寫法應該是這樣的：

class MyPoint : public boost::enable_shared_from_this<MyPoint>
{
public:
    MyPoint(){std::cout << "MyPoint" << std::endl;}
    ~MyPoint(){std::cout << "~MyPoint" << std::endl;}
    //返回this的函數
    boost::shared_ptr<MyPoint> GetPoint()
    {
        return shared_from_this();
    }
};
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
     boost::shared_ptr<MyPoint> p1(new MyPoint);    
     boost::shared_ptr<MyPoint> p2 = p1->GetPoint(); 
     std::cout << p1.use_count() << "," << p2.use_count() << std::endl;  //輸出引用計數狀況
     p1.reset();          //內存將被釋放
}

四、定製刪除器

當你在使用windows API函數進行編程時，你最煩的或許就是怎麼保證申請的內核對象是否關閉，考慮一下代碼：

    int *p = (int*) HeapAlloc( GetProcessHeap(), HEAP_ZERO_MEMORY, sizeof(p) );
    //業務處理
    //......
    HeapFree( GetProcessHeap(), 0, p );

對象不能經過delete來刪除，而是一個釋放函數，shared_ptr可否勝任呢，答案是確定的。

    int *p = (int*) HeapAlloc( GetProcessHeap(), HEAP_ZERO_MEMORY, sizeof(p) );
    //此處使用了lambda表達式，須要vs2010或更高版本的支持
    boost::shared_ptr<int> ptr(p, [](int *p){HeapFree( GetProcessHeap(), 0, p );});

五、綜合應用示例

下面實現一個線程類，在線程運行結束時，可以自行清理本身的內存

#include <set>
#include <Windows.h>
#include <boost/thread.hpp>
class MySelf;
std::set< boost::shared_ptr<MySelf> > myList;
boost::thread *ptrTh;
class MySelf: public boost::enable_shared_from_this<MySelf>
{
public:
    MySelf()
    {
        printf("MySelf\n");
    }
    void StartThread()
    {
        //啓動一個線程    
        ptrTh = new boost::thread(&MySelf::Run, this);
    }
    void Run()
    {
        //線程任務函數
        Sleep(5000);
        printf("stop thread\n");
        Stop();
    }
    void Stop()
    {
        //刪除本身
        myList.erase(shared_from_this());
    }
    ~MySelf()
    {
        printf("~MySelf\n");
    }
};
void TestSharePtr()
{
    boost::shared_ptr<MySelf> ptr1(new MySelf);
    //保存到list中
    myList.insert(ptr1);
    ptr1->StartThread();
}