我在学习C语言的时候，最让人头疼的便是指针，指针本身并不难，但是指针和内存挂钩就显得不那么容易理解。我们经常要利用 malloc 申请内存空间，但是一不留神就忘记释放内存空间，那么着就会造成内存泄漏，不容小觑。那么C++中我们该如何解决这个问题呢？
基本描述
RAII（Resource Acquisition Is Initialization）是一种利用对象生命周期来控制程序资源（如内存、文件句柄、网络连接、互斥量等等）的简单技术。简单来说就是在对象构造时获取资源，接着控制对资源的访问使之在对象的生命周期内始终保持有效，最后在对象析构的时候释放资源。通过这种方式，我们实际上把管理一份资源的责任托管给了一个对象。这种做法有两大好处：
不同我们显示的去调用释放资源函数，防止我们遗忘采用这种方式，对象所需的资源在其生命期内始终保持有效 //使用RAII封装一个简单的智能指针 template<class T> class SmartPtr { public: SmartPtr(T* ptr = nullptr) : _ptr(ptr) {} ~SmartPtr() { if(_ptr) delete _ptr; } T& operator*() {return *_ptr;} T* operator->() {return _ptr;} private: T* _ptr; };C++智能指针介绍
C++ STL一共给我们提供了四种智能指针：auto_ptr、unique_ptr、shared_ptr和weak_ptr模板auto_ptr是C++98提供的解决方案，C+11已将将其摒弃，并提供了另外两种解决方案。然而，虽然auto_ptr被摒弃，但它已使用了好多年：同时，如果您的编译器不支持其他两种解决力案，auto_ptr将是唯一的选择。
std::auto_ptr auto_ptr的实现原理：管理权转移的思想，下面简化模拟实现了一份AutoPtr来了解它的原理 // 简单模拟实现的AutoPtr template<class T> class AutoPtr { public: AutoPtr(T* ptr = NULL) : _ptr(ptr) {} ~AutoPtr() { if(_ptr) delete _ptr; } // 一旦发生拷贝，就将ap中资源转移到当前对象中，然后另ap与其所管理资源断开联系， // 这样就解决了一块空间被多个对象使用而造成程序奔溃问题 AutoPtr(AutoPtr<T>& ap) : _ptr(ap._ptr) { ap._ptr = NULL; } AutoPtr<T>& operator=(AutoPtr<T>& ap) { // 检测是否为自己给自己赋值 if(this != &ap) { // 释放当前对象中资源 if(_ptr) delete _ptr; // 转移ap中资源到当前对象中 _ptr = ap._ptr; ap._ptr = NULL; } return *this; } T& operator*() {return *_ptr;} T* operator->() { return _ptr;} private: T* _ptr; }; std::unique_ptr unique_ptr的实现原理：简单直接的防拷贝赋值方式，下面简化模拟实现了一份UniquePtr来了解它的原理 template<class T> class UniquePtr { public: UniquePtr(T * ptr = nullptr) : _ptr(ptr) {} ~UniquePtr() { if(_ptr) delete _ptr; } T& operator*() {return *_ptr;} T* operator->() {return _ptr;} private: // C++98防拷贝的方式：只声明不实现+声明成私有 UniquePtr(UniquePtr<T> const &); UniquePtr & operator=(UniquePtr<T> const &); private: T * _ptr; } std::shared_ptr shared_ptr的原理：是通过引用计数的方式来实现多个shared_ptr对象之间共享资源。 shared_ptr在其内部，给每个资源都维护了着一份计数，用来记录该份资源被几个对象共享。在对象被销毁时(也就是析构函数调用)，就说明自己不使用该资源了，对象的引用计数减一.如果引用计数是0，就说明自己是最后一个使用该资源的对象，必须释放该资源；如果不是0，就说明除了自己还有其他对象在使用该份资源，不能释放该资源，否则其他对象就成野指针了。 #include <mutex> template <class T> class SharedPtr { public: SharedPtr(T* ptr = nullptr) : _ptr(ptr) , _pRefCount(new int(1)) , _pMutex(new mutex) {} ~SharedPtr() {Release();} SharedPtr(const SharedPtr<T>& sp) : _ptr(sp._ptr) , _pRefCount(sp._pRefCount) , _pMutex(sp._pMutex) { AddRefCount(); } SharedPtr<T>& operator=(const SharedPtr<T>& sp) { //if (this != &sp) if (_ptr != sp._ptr) { // 释放管理的旧资源 Release(); // 共享管理新对象的资源，并增加引用计数 _ptr = sp._ptr; _pRefCount = sp._pRefCount; _pMutex = sp._pMutex; AddRefCount(); } return *this; } T& operator*() {return *_ptr;} T* operator->() {return _ptr;} int UseCount() {return *_pRefCount;} T* Get() { return _ptr; } void AddRefCount() { _pMutex->lock(); ++(*_pRefCount); _pMutex->unlock(); } private: void Release() { bool deleteflag = false; // 引用计数减1，如果减到0，则释放资源 _pMutex.lock(); if (--(*_pRefCount) == 0) { delete _ptr; delete _pRefCount; deleteflag = true; } _pMutex.unlock(); if(deleteflag == true) delete _pMutex; } private: int* _pRefCount; // 引用计数 T* _ptr; // 指向管理资源的指针 mutex* _pMutex; // 互斥锁 };std::shared_ptr 线程安全
智能指针对象中引用计数是多个智能指针对象共享的，两个线程中智能指针的引用计数同时++或–，这个操作不是原子的，引用计数原来是1，++了两次，可能还是2.这样引用计数就错乱了。会导致资源未释放或者程序崩溃的问题。所以只能指针中引用计数++、–是需要加锁的，也就是说引用计数的操作是线程安全的。但是智能指针管理的对象存放在堆上，两个线程中同时去访问，会导致线程安全问题。
std::shared_ptr的循环引用
shared_ptr会出现循环引用的问题，这个问题值得我们去注意。下面通过一个例子来具体的解释一下这个问题。
struct ListNode { int _data; shared_ptr<ListNode> _prev; shared_ptr<ListNode> _next; ~ListNode(){ cout << "~ListNode()" << endl; } }; int main() { shared_ptr<ListNode> node1(new ListNode); shared_ptr<ListNode> node2(new ListNode); cout << node1.use_count() << endl; cout << node2.use_count() << endl; node1->_next = node2; node2->_prev = node1; cout << node1.use_count() << endl; cout << node2.use_count() << endl; return 0; } node1和node2两个智能指针对象指向两个节点，引用计数变成1，我们不需要手动delete。node1的_next指向node2，node2的_prev指向node1，引用计数变为2。node1和node2析构，引用计数减到1，但是_next还指向下一个节点。但是_prev还指向上一个节点。也就是说_next析构了，node2就释放了；_prev析构了，node1就释放了。但是_next属于node的成员，node1释放了，_next才会析构，而node1由_prev管理，_prev属于node2成员，这就叫循环引用，谁也不会释放。解决方法：在引用计数的场景下，把节点中的_prev和_next改成weak_ptr就可以了。 原理：node1->_next = node2;和node2->_prev = node1;时weak_ptr的_next和_prev不会增加node1和node2的引用计数。
std::weak_ptr weak_ptr是为配合shared_ptr而引入的一种智能指针来协助shared_ptr工作，它可以从一个shared_ptr或另一个weak_ptr对象构造，它的构造和析构不会引起引用记数的增加或减少。没有重载*和->但可以使用lock获得一个可用的shared_ptr对象.