一個C++中智能指針的設計

在C++中，智能指針是存儲一些動態分配對象或者資源的類，主要用於控制資源或者動態對象的使用生存期，設計的目的如下：

1. 保證能夠正確的分配和銷毀動態對象或者資源，以防止內存洩露等問題。
2. 跟蹤對象或者資源的使用情況。

智能指針的實現一般都是使用引用計數，將一個計數器與使用的指針相關聯起來，此時引用計數器跟蹤該所屬類有外部多少共享。因此在實現的時候，就有兩個根本的部分

1. 計數表示。用於實現對動態對象或者資源使用的計數。
2. 指針表示。用於將動態對象或者資源的指針使用間接表現。

根據智能指針主要是上面兩大部分，智能指針可以稱為“智能計數指針”，智能主要是計數的意思，當然計數的用途就因應用而不同了，或者只是為了跟蹤，或者是為了資源管理，或者是為了防止多次釋放等等。

一，智能指針實現

下面的模板類，用於實現對指針的封裝，其實現的功能如下：

1. 指針構造。根據需要被封裝的動態對象或者資源的指針，構造智能指針，一般在構造時，會將資源的計數加1；
2. 指針運算符重載。下面重載了*，=，->等運算符。
3. 指針數據。一個指向模板類型的指針，T* ptr_

1. template <class T> 
2. class scoped_refptr { 
3.  public: 
4.   scoped_refptr() : ptr_(NULL) { 
5.   } 
6.  
7.   scoped_refptr(T* p) : ptr_(p) { 
8.     if (ptr_) 
9.       ptr_->AddRef(); 
10.   } 
11.  
12.   scoped_refptr(const scoped_refptr<T>& r) : ptr_(r.ptr_) { 
13.     if (ptr_) 
14.       ptr_->AddRef(); 
15.   } 
16.  
17.   template <typename U> 
18.   scoped_refptr(const scoped_refptr<U>& r) : ptr_(r.get()) { 
19.     if (ptr_) 
20.       ptr_->AddRef(); 
21.   } 
22.  
23.   ~scoped_refptr() { 
24.     if (ptr_) 
25.       ptr_->Release(); 
26.   } 
27.  
28.   T* get() const { return ptr_; } 
29.   operator T*() const { return ptr_; } 
30.   T* operator->() const { return ptr_; } 
31.  
32.   T* release() { 
33.     T* retVal = ptr_; 
34.     ptr_ = NULL; 
35.     return retVal; 
36.   } 
37.  
38.   scoped_refptr<T>& operator=(T* p) { 
39.     // AddRef first so that self assignment should work  
40.     if (p) 
41.       p->AddRef(); 
42.     if (ptr_ ) 
43.       ptr_ ->Release(); 
44.     ptr_ = p; 
45.     return *this; 
46.   } 
47.  
48.   scoped_refptr<T>& operator=(const scoped_refptr<T>& r) { 
49.     return *this = r.ptr_; 
50.   } 
51.  
52.   template <typename U> 
53.   scoped_refptr<T>& operator=(const scoped_refptr<U>& r) { 
54.     return *this = r.get(); 
55.   } 
56.  
57.   void swap(T** pp) { 
58.     T* p = ptr_; 
59.     ptr_ = *pp; 
60.     *pp = p; 
61.   } 
62.  
63.   void swap(scoped_refptr<T>& r) { 
64.     swap(&r.ptr_); 
65.   } 
66.  
67.  protected: 
68.   T* ptr_; 
69. }; 

有了這個類之後，我們可以定義一個指針，如針對class window的智能指針

scoped_refptr<window> win; 

此時，上面的模板就會包含一個window *ptr_的指針，從上面可以看出，為了能夠正常工作，這類型的指針都必須要實現AddRef和Release方法，這應該不會是要求在class window中實現的吧？那也不太不符合封裝的正常邏輯了。答案是：當然不會在class window中實現，這兩個方法主要是針對計數的方法，專門針對class window封裝一個計數器類，下面的計數器封裝。