导语

智能指针的原理基于RAII机制：资源申请即初始化。智能指针确保在任何情况下，动态分配的内存都能得到正确释放，避免程序因内存不足等原因造成的崩溃出现，即使程序因为异常中断也不必担心。
用一个动态分配的对象的地址初始化智能指针。智能指针确保资源离开作用域后会被自动释放。

//简单理解RAII机制
class myClass
{
    myClass() {    myBuf = new int[1024];    }
    ~myClass() { 
        if(nullptr != myBuf) {
            delete myBuf;
            myBuf = nullptr;
        }
    }

    void usePointer() { //usePointer }
private:
    int* myBuf;
};

boost提供的智能指针包括如下，除如下所示的头文件，也可以使用<boost/smart_ptr.hpp>包含所有用到的智能指针。

智能指针类型 说明 所在头文件

boost::scope_ptr 作用域指针，独占一个动态分配的对象 <boost/scoped_ptr.hpp>

boost::scoped_array 作用域数组，是否用方式类似作用域指针，不同在于作用域数组必须通过动态分配的数组来初始化初始化 <boost/scoped_array.hpp>

boost::shared_ptr 共享指针，同std::shared_ptr，基本类似作用域指针，与作用域指针不同在于不一定要独占一个对象 <boost/shared_ptr.hpp>

boost::shared_array 共享数组，类似共享指针，不同共享数组必须通过动态分配的数组的地址来初始化。 <<boost>shared_array.hpp>

boost::weak_ptr 弱指针，配合共享指针一起使用 <boost/weak_ptr.hpp>

boost::intrusive_ptr 介入式指针，同共享指针，但需要程序员记录引用某个对象的共享指针的数量 <boost/intrusive_ptr.hpp>

boost::ptr_vector 指针容器，管理动态分类的对象 <boost/ptr_container/ptr_vector.hpp>

1、作用域指针–boost::scoped_ptr

类boost::scoped_ptr定义在<boost/scoped_ptr.hpp>中。
一个作用域指针独占一个动态分配的对象，对应的类名是boost::scoped_ptr。
作用域指针不能传递它包含的对象的所有权到另一个作用域指针。
在不需要所有权传递的时候应该优先使用boost::scoped_ptr。
可以通过类似于普通指针的接口来访问boost::scoped_ptr的对象。

boost::scoped_ptr的成员函数有：

重载操作符：operator*()、operator->、operator bool()；
返回对象的地址：get()；
重新初始化智能指针：reset()，该函数会先释放所包含的对象，然后使用新创建的对象复制。

boost::scoped_ptr的析构函数使用delete操作符释放所包含的对象，所以不能用动态分配的数组来初始化，可以使用作用域指针boost::scoped_array类。

2、作用域数组–boost::scoped_array

类boost::scoped_array定义在<boost/scoped_array.hpp>中。

使用方式与作用域指针相似，不同点在于作用域数组的析构函数使用delete[]操作符释放包含的对象，所以boost::scoped_array对象必须通过动态分配的数组来初始化。

boost::scoped_array的常用成员函数有：

重载操作符：operator[]()、operator bool()，所以可以通过operator[]访问数组中特定的元素；
返回对象的地址：get()；
重新初始化智能指针：reset()，该函数会先释放所包含的对象，然后使用新创建的对象复制。

3、共享指针–boost::shared_ptr

类boost::shared_ptr定义在<boost/shared_ptr>中。

boost::shared_ptr与memory中定义的std::shared_ptr类似。
boost::shared_ptr基本类似boost::scoped_ptr，不同点在于boost::shared_ptr不一定要独占一个对象，可以和其它boost:;shared_ptr类型的智能指针共享所有权。共享所有权后，当引用对象的最后一个智能指针销毁后，对象才会被释放。

所有权可以在boost::shared_ptr之间共享，任何一个共享指针都可以复制，这样就可以在标准容器里存储智能指针，而std::auto_ptr不能存储在标准容器钟，因为在std::auto_ptr在拷贝的时候传递了所有权。

boost::shared_ptr常用的成员函数有：

重载操作符：operator*()、operator->()、operator bool()；
获取和初始化所包含对象的地址的函数：get()和reset()；

默认情况下boost::shared_ptr使用delete销毁所含的对象，可以在构造函数的第二个参数指定用什么方式销毁所含的对象。
示例:

		boost::shared_ptr<void> hins(OpenProcess(PROCESS_SET_INFORMATION,FALSE,GetCurrentProcessId()),CloseHandle);
		SetPriorityClass(hins.get(),HIGH_PRIORITY_CLASS);

构造函数的第二个参数是 Windows API 函数 CloseHandle()。当变量 hins 超出它的作用域时，调用CloseHandle()来销毁所含的对象。为了避免编译错误，该函数只能带一个 HANDLE 类型的参数， CloseHandle() 正好符合要求，CloseHandle()会在共享指针超出它的作用域时自动调用。

4、共享数组–boost::shared_array

类boost::shared_array定义在<boost/shared_array>中
共享数组的行为类似于共享指针，不同点在于共享数组析构时，默认使用delete[]操作符释放包含的对象。所以共享数组必须通过动态分配的数组的地址来初始化。

boost::shared_array提供的成员函数有：

重载运算符：operator[]()、operator bool()；
获取和初始化所包含对象的地址的函数：get()和reset()；

5、弱指针–boost::weak_ptr

类boost::weak_ptr定义在<boost/weak_ptr.hpp>中

弱指针需要配合共享指针一起使用。当一个函数需要一个由共享指针所管理的对象，而这个对象的生存期又不依赖于这个函数时，就可以使用弱指针。只要程序中还有一个共享指针掌管着这个对象，函数就可以使用该对象。如果共享指针复位了，就算函数里能得到一个共享指针，对象也不存在了。

boost::weak_ptr通过boost::shared_ptr来初始化，初始化之后基本上只提供一个有用的方法：lock()，lock()的返回boost::shared_ptr与用来初始化弱指针的共享指针共享所有权。

6、介入式指针–boost::intrusive_ptr

类boost::intrusive_ptr定义在<boost/intrusive_ptr.hpp>中
介入式指针的工作方式和共享指针完全一样。不同在于,对介入式指针来说，程序员就得自己来做记录。对于框架对象来说这就特别有用，因为它们记录着自身被引用的次数。

7、指针容器–boost::shared_ptr

boost::ptr_vector 类的定义在 <boost/ptr_container/ptr_vector.hpp> 中
多数情况下，智能指针对象要存储在容器中。
然而现实是反复声明boost::shared_ptr需要更多的输入，另外boost::shared_ptr拷进、拷出，或者在容器内部做拷贝需要频繁的增加或减少内部引用计数，导致效率不高，boost C++库提供指针容器专门管理动态分配的对象。
boost::ptr_vector独占它所包含的对象，因而容器之外的共享指针不能共享所有权，这跟std::vector<boost::shared_ptr<int> >相反。

除了boost::ptr_vector之外，专门用于管理动态分配对象的容器还包括：

boost::ptr_deque
boost::ptr_list
boost::ptr_set
boost::ptr_map
boost::ptr_unordered_set
boost::ptr_unordered_map

使用示例参考：

const int g_width = 8000;
const int g_height = 6000;
struct MyStruct
{
	float fR[g_width*g_height / 4];
	float fGR[g_width*g_height / 4];
	float fGB[g_width*g_height / 4];
	float fB[g_width*g_height / 4];
}LSCMat;

void test_smart_pointers(){

	// 作用域指针 数组
	{
		MyStruct *p = NULL;
		boost::scoped_ptr<MyStruct> scopedptr(new MyStruct);
		p = scopedptr.get();
		//boost::scoped_ptr<MyStruct> scopedptr_other(scopedptr);  // 该语句错误，作用域指针不能共享所有权
		//scopedptr_other = scopedptr;  // 该语句错误
		scopedptr.reset(new MyStruct);
		p = scopedptr.get();


		boost::scoped_array<int> scoArray(new int[g_width*g_height]);
		int* pbuf = scoArray.get();
		printf("\nscoArray = 0x%x,\tpbuf = 0x%x,\tpbuf[0] = %d", scoArray, pbuf, pbuf[0]);
		memset(pbuf, 255, g_width*g_height*sizeof(int));
		scoArray.reset(new int[g_width]);
		//printf("\nscoArray = 0x%x,\tpbuf = 0x%x,\tpbuf[0] = %d", scoArray, pbuf, pbuf[0]);  // 错误，pbuf已经被释放，不能再访问pbuf[0]
		printf("\nscoArray = 0x%x,\tpbuf = 0x%x", scoArray, pbuf);

	}

	
	// 共享指针、数组
	{
		boost::shared_ptr<MyStruct> shareptr(new MyStruct);
		boost::shared_ptr<MyStruct> shareptr_other(shareptr);
		
		shareptr_other.get()->fR[0] = 3.14;
		printf("\nshareptr = 0x%x,\tshareptr_other = 0x%x,\tshareptr.get()->fR[0] = %g", shareptr, shareptr_other, shareptr.get()->fR[0]);

		boost::shared_array<float> sharArray(new float[g_width*g_height]);
		boost::shared_array<float> sharArr_other(sharArray);
		boost::shared_array<float> other1(sharArray);
		boost::shared_array<float> other2(sharArray);
		boost::shared_array<float> other3(sharArray);
		printf("\nshareptr = 0x%x, \nother = 0x%x,\nother1 = 0x%x, \nother2 = 0x%x, \nother3 = 0x%x", sharArray, sharArr_other, other1, other2, other3);
		float *p = sharArray.get();
		p[0] = 3.14;
		printf("\nsharArray = 0x%x,\tsharArr_other = 0x%x,\tsharArr_other[0] = %g", sharArray, sharArr_other, sharArr_other[0]);
	}

	// 指针容器
	{
		boost::ptr_vector<int> v;
		v.push_back(new int(1));
		v.push_back(new int(2));
		int p = v.at(0);
		printf("p = %d", p);
	}
}

本文参考：Highscore – Boost C++ 库 – 智能指针

文章由极客之音整理，本文链接：https://www.bmabk.com/index.php/post/46148.html