我们在写代码的时候经常会发生内存泄露情况，如忘记释放堆上指针、在释放前抛出了异常、多线程情况下的问题，这些都是我们不愿意发生的，所以C++有一些用于管理内存的智能指针供我们使用，可以有效防止内存泄露的情况发生。

智能指针总体概述：

• auto_ptr ——不推荐使用
• shared_ptr ——引用计数智能指针，共享所有权
• weak_ptr ——shared_ptr的观察者，只进行引用而不改变引用计数，用来解决shared_ptr的循环引用问题
• unique_ptr ——管理单个堆内存对象，独享所有权，不允许赋值和拷贝，不能用于管理数组对象

本质：
将指针封装为类对象成员，并在析构函数里删除指针指向的内存。

不同：

• auto_ptr、unique_ptr、scoped_ptr马上删除。
• shared_ptr计数为0删除。
• weak_ptr不删除。

1. auto_ptr

C++98标准下的智能指针

1.1 作用

对作用域内的动态分配对象的自动释放

• 基本类型

作为对比：

1.2 缺陷

1.两个auto_ptr不能同时拥有同一个对象:

2.auto_ptr不能管理数组指针

#include <memory>
using namespace std;
int main(){int*pa=new int[10];auto_ptr<int>ap(pa);
}

3.auto_ptr被拷贝或被赋值后，失去对原指针的管理.这种情况被称为指针所有权传递。
拷贝的情况

4.auto_ptr不能作为容器对象，因为STL容器中的元素经常要支持拷贝，赋值等操作。

2. unique_ptr

• 作用

C++11下用来代替auto_ptr，不能复制与赋值。

3. scoped_ptr

• 作用

与unique_ptr相似，在本作用域中使用，不能复制与赋值。

4. shared_ptr

C++11新添加的智能指针

• 多个shared_ptr可以共享同一个对象，对象的最末一个拥有者有责任销毁对象，并清理与该对象相关的所有资源。
• 一般而言，shared_ptr并非线程安全

#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>
using namespace std;void fun(){shared_ptr<string> pa(new string("CHN"));shared_ptr<string> pb(new string("USA"));cout << "*pa " << *pa << endl;//CHNcout << "pa.use_count " << pa.use_count() << endl;//1cout << "*pb " << *pb << endl;//USAcout << "pb.use_count " << pb.use_count() << endl;//1pa = pb;cout << *pa << endl;//USAcout << "pa.use_count " << pa.use_count() << endl;//2：pa和pb指向同一个资源USA了，该资源的计数为2，所以pb、pb都输出2cout << "pb.use_count " << pb.use_count() << endl;//2pa.reset();pb.reset();cout << "pa.use_count " << pa.use_count() << endl;//0cout << "pb.use_count " << pb.use_count() << endl;//0
}void main()
{fun();system("pause");
}

5. weak_ptr

weak_ptr是一种用于解决shared_ptr相互引用时产生死锁问题的智能指针。如果有两个shared_ptr相互引用，那么这两个shared_ptr指针的引用计数永远不会下降为0，资源永远不会释放。weak_ptr是对对象的一种弱引用，它不会增加对象的use_count，weak_ptr和shared_ptr可以相互转化，shared_ptr可以直接赋值给weak_ptr，weak_ptr也可以通过调用lock函数来获得shared_ptr。

看两个share_ptr互相引用导致释放内存失败的例子：

#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>
using namespace std;class B;
class A {public:shared_ptr<B> pb_;~A() {cout << "A delete\n";}
};
class B {public:shared_ptr<A> pa_;~B() {cout << "B delete\n";}
};void fun() {shared_ptr<B> pb(new B());cout << "pb.use_count " << pb.use_count() << endl;//1shared_ptr<A> pa(new A());cout << "pa.use_count " << pa.use_count() << endl;//1pb->pa_ = pa;cout << "pb.use_count " << pb.use_count() << endl;//1cout << "pa.use_count " << pa.use_count() << endl;//2pa->pb_ = pb;cout << "pb.use_count " << pb.use_count() << endl;//2：由于share_ptr是共享资源，所以pb所指向的资源的引用计数也会加1cout << "pa.use_count " << pa.use_count() << endl;//2
}//程序结束时，没有调用A和B的析构函数int main() {fun();return 0;
}

而使用weak_ptr：把A中的shared_ptr<B> pb_改为weak_ptr<B> pb_weak，这样改为了弱引用，传递时不会增加pb引用计数use_count()的值，所以最终能够使A、B资源正常释放：

#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>
using namespace std;class B;
class A {public:weak_ptr<B> pb_weak;~A() {cout << "A delete\n";}
};
class B {public:shared_ptr<A> pa_;~B() {cout << "B delete\n";}void print() {cout << "This is B" << endl;}
};void fun() {shared_ptr<B> pb(new B());cout << "pb.use_count " << pb.use_count() << endl;//1shared_ptr<A> pa(new A());cout << "pa.use_count " << pa.use_count() << endl;//1pb->pa_ = pa;cout << "pb.use_count " << pb.use_count() << endl;//1cout << "pa.use_count " << pa.use_count() << endl;//2pa->pb_weak = pb;cout << "pb.use_count " << pb.use_count() << endl;//1：弱引用不会增加所指资源的引用计数use_count()的值cout << "pa.use_count " << pa.use_count() << endl;//2shared_ptr<B> p = pa->pb_weak.lock();p->print();//不能通过weak_ptr直接访问对象的方法，须先转化为shared_ptrcout << "pb.use_count " << pb.use_count() << endl;//2cout << "pa.use_count " << pa.use_count() << endl;//2
}//函数结束时，正确的情况下，应该调用A和B的析构函数/*资源B的引用计数一直就只有1，当pb析构时，B的计数减一，变为0，B得到释放，
B释放的同时也会使A的计数减一，同时pa自己析构时也会使资源A的计数减一，那么A的计数为0，A得到释放。
*/int main() {fun();return 0;
}

• weak_ptr接受shared_ptr类型的变量赋值，但是反过来是行不通的，需要使用lock函数。
• weak_ptr设计之初就是为了服务于shared_ptr的，所以不增加引用计数就是它的核心功能。

weak_ptr好处：

1. 打破递归的依赖关系
2. 使用一个共享的资源但是不要所有权，不添加引用计数
3. 避免悬空指针。