智能指針與弱引用詳解

更新時間：2013年09月26日 09:28:12 作者：

智能指針有很多實(shí)現(xiàn)方式，android 中的sp 句柄類實(shí)際上就是google 實(shí)現(xiàn)的一種強(qiáng)引用的智能指針。我沒有仔細(xì)看android sp 的實(shí)現(xiàn)方式，但其基本原理是固定的，現(xiàn)在我們從一個相對簡單的例子來看智能指針的實(shí)現(xiàn)

在android 中可以廣泛看到的template<typename T> class Sp 句柄類實(shí)際上是android 為實(shí)現(xiàn)垃圾回收機(jī)制的智能指針。智能指針是c++ 中的一個概念，因?yàn)閏++ 本身不具備垃圾回收機(jī)制，而且指針也不具備構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)，所以為了實(shí)現(xiàn)內(nèi)存( 動態(tài)存儲區(qū)) 的安全回收，必須對指針進(jìn)行一層封裝，而這個封裝就是智能指針，其實(shí)說白了，智能指針就是具備指針功能同時提供安全內(nèi)存回收的一個類。當(dāng)然，智能指針的功能還不只這些，想了解更多大家可以去研究下～

首先看一個最簡單的對指針的封裝：

復(fù)制代碼代碼如下:

Template <typename T>

class SmartPtr{

public:

SmartPtr(T *p = 0):ptr(p){}

~SmartPtr(){delete ptr ;}

private:

T ＊ptr ;

};

通過上面的封裝，我們就可以用下面的方式來使用SmartPtr 而不需要擔(dān)心內(nèi)存泄露的問題：

SmartPtr<int> pointer(new int) ;
*(pointer.ptr) = 10 ;

為了方便使用，我們可以對操作符進(jìn)行重載，讓智能指針的操作更像是指針：

T ＆operator*(){return *ptr}
T* operator->(){return ptr}

經(jīng)過上面的重載，我們就可以像使用真正的指針一樣而不需要去解決內(nèi)存泄露問題。

因?yàn)橹悄苤羔樂庋b了指針，所以必須為其實(shí)現(xiàn)拷貝構(gòu)造函數(shù)和“＝”操作符重載。因?yàn)槿绻惶峁┻@兩個函數(shù)，當(dāng)上面的智能指針進(jìn)行賦值的時候必然會使指針指向同一個區(qū)域，一旦析構(gòu)的話會導(dǎo)致同一個指針被delete 兩次。

在這里，拷貝構(gòu)造函數(shù)的實(shí)現(xiàn)是有技巧的，使用拷貝構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建一個新的只能指針時，并不建立新的對象，而是讓新的智能指針指向同一個對象，實(shí)際上就是常說的淺復(fù)制。但是這樣的話就會導(dǎo)致多個指針指向同一塊內(nèi)存區(qū)域，當(dāng)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)的時候如何來保證同一塊內(nèi)存區(qū)域只會被delete 一次呢，這里實(shí)現(xiàn)的方法有很多，最常用的是引數(shù)控制。即在智能指針中加入一個計(jì)數(shù)器，每次增加一個對內(nèi)存區(qū)域的強(qiáng)引用，則計(jì)數(shù)器加一，當(dāng)計(jì)數(shù)器為0 時，這個對象就可以被刪除了, 這個計(jì)數(shù)器采用動態(tài)分配跟指針分開存儲, 因?yàn)檫@個計(jì)數(shù)器是多個智能指針需要共享的：

復(fù)制代碼代碼如下:

Template <typename T>

class SmartPtr{

public:

SmartPtr(T *p = 0):ptr(p){count = new int(1) ;}// 第一次創(chuàng)建的時候，引數(shù)肯定是1

SmartPtr(const SmartPtr & rhs):ptr(rhs.ptr),count(rhs.count){++*rhs.count ;}

T ＆operator*(){return *ptr}

T* operator->(){return ptr}

SmartPtr ＆operator=(const SmartPtr & rhs){

if(ptr == rhs.ptr)

return *this ;

if(--*count == 0){

delete ptr ;

delete count ;

}

++*rhs.count ;

count = rhs.count ;

ptr = rhs.ptr ;

}

~SmartPtr(){

if(--*count==0)

delete ptr ;

delete count ;

}

private:

T ＊ptr ;

int ＊count ;

};

這樣，一個智能指針就基本成形了，當(dāng)然這只是最簡單的智能指針，商業(yè)庫提供的智能指針都提供非常強(qiáng)大的功能，如果能仔細(xì)研究透了android 在這方面的實(shí)現(xiàn)，應(yīng)該在c++ 內(nèi)存控制方面很有長進(jìn)～～暫時還沒有時間，還要順著camera 往下看，有牛人懂的話email 多指教哈～～

出了智能指針sp 外，android 里面還出現(xiàn)了wp 這個指針類，實(shí)際上他是一個弱引用類型的指針類，弱引用是在.net 以及java 中經(jīng)常用到的，弱引用是一個對象引用的持有者，使用弱引用后可以維持對對象的引用，但是不會阻止其被垃圾回收。如果一個對象只有弱引用了，那它就成為被垃圾回收的候選對象，就像沒有剩余的引用一樣，而且一旦對象被刪除，所有的弱引用也會被清楚。弱引用適合那些數(shù)據(jù) 成員特別多，而且重新創(chuàng)建又相對容易的類，也就是俗稱的胖子類，建立弱引用可以引用對象，但也不阻止其被垃圾回收，在內(nèi)存的使用方面取得一定的平衡。

在android 中wp 類里面的promote 函數(shù)實(shí)際上就是將一個弱引用升級為一個強(qiáng)引用。不管是sp 還是wp ，實(shí)際上都是android 利用現(xiàn)有的c++ 特性來解決內(nèi)存使用和回收的一種手段。

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