从C++的RAII理解智能指针的思路（二）

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上次我们谈到了unique_ptr的思路，那么shared_ptr呢？注意到逻辑上这两个是有差别的，unique_ptr只有一个指针管理内存，而share_ptr可以多个指针管理，那么我们必须取消掉Unique中不能复制的限制，那么多次释放内存的问题怎么解决呢？

答案是我们可以通过计数的方式，如果有新指针指向申请的内存，那么计数值加1，少一个指针则减1，如果为0那么我们就释放内存，因此我们可以这样做(注意到我们使用了指针存储，这是为了保证所有的Shared使用同一个计数值)：

class Shared {
public:
    Shared(int n) {
        ptr = new int[n];
        count = new unsigned;
        *count = 1;
    }
    Shared(const Shared& s) {
        count = s.count;
        ptr = s.ptr;
        ++(*count);
    }
    Shared& operator=(const Shared&) {/*与上面函数一样*/}
    ~Shared() {
        --(*count);
        if (!*count) {
            delete[] ptr;
            delete count;
        }
    }
    // other func
private:
    unsigned *count;
    int *ptr;
};

int main() {
    Shared s1(10);
    Shared s2(s1);
}

这样一个最简陋最粗糙的实现就完成了，再次提醒，这只是模型为了理解，和c++内部实现并不一样，很多问题也没有解决，只是为了粗略了解原理。

Shared有什么问题呢，当我们创建Shared的时候，我们必须指定申请内存，也就是说指针和内存空间要建立联系，但是有的时候我们不希望此时建立联系，为什么？也许我们只想需要的时候申请，不需要的时候就不用申请，这样即使有指针，也可以释放内存，或者只是做个检查，看下这个内存是不是有人管理，别人可以释放指针，这里就充当辅助的角色。更重要的是，如果Shared出现循环引用，那么内存还是会泄露，例如A->B,B->A，这样二者的count永远不会为0，也就内存泄露了，如果我们让管理是weak的，也就是说指针虽然指向内存，但是不计数。此处没有体现出这个问题，因为这是一个最为简单的实现，我们可以设定初始时刻设置内存地址，这样就可能出现这个问题了。

那怎么实现呢？我上面的说明已经说的很清楚了，就是不增加计数，听起来好像没什么用处，注意通常Weak要和Shared结合使用，这样，我们需要做一下改动：

class Weak {
public:
    Weak(Shared& s) {
        ptr = u.ptr;
        count = u.count;
    }
    Weak(const Weak& w) {
        count = w.count;
        ptr = w.ptr;
    }
    Weak& operator=(const Weak&) {/*与上面函数一样*/}
    ~Weak() = default;
    bool alive() { /*检查Shared是否存活*/ }
    // other func
private:
    unsigned *count;
    int *ptr;
};

int main() {
    Shared s1(10);
	Weak w1(s1);
	Weak w2(w1);
}

我们使用Shared初始化Weak，然后保留Shared的信息（此处因为要访问Shared的private成员，因此需要设置Weak为Shared的友元类），通过一个alive函数检查对象是否存活，因为这只是个简单的例子，因此alive的代码没有实现，如果想要了解如何实现，要看源码细节，但是我们可以想象，因为可能要在Shared释放后查看Shared的状态，因此肯定还存在一块区域记录信息，此处过于细节我们略去。

好的，我们有了一个基本的认识，离实际的智能指针还有不小的距离，再次注意此处仅仅是个例子，细节需要看源码，而且我们没有考虑多线程情况下同步，Unique，Shared和Weak之间交互等问题，此处仅仅是希望对智能指针做了什么做一个粗略的分析。