C++引用计数技术及智能指针

智能指针是一个类，它对普通指针进行封装，使智能指针类对象具有普通指针类型一样的操作。具体而言，复制对象时，副本和原对象都指向同一存储区域，如果通过一个副本改变其所指的值，则通过另一对象访问的值也会改变，所不同的是，智能指针能够对内存进行进行自动管理，避免出现悬垂指针等情况。

如何让指针知道还有其它指针的存在呢？引用计数允许有多个相同值的对象共享这个值的实现，引用计数的使用常有两个目的：

• 简化跟踪堆中（也即C++中new出来的）的对象的过程。一旦一个对象通过调用new被分配出来，记录谁拥有这个对象是很重要的，因为其所有者要负责对它进行delete。但是对象所有者可以有多个，且所有权能够被传递，这就使得内存跟踪变得困难。引用计数可以跟踪对象所有权，并能够自动销毁对象。可以说引用计数是个简单的垃圾回收体系。

• 节省内存，提高程序运行效率。很多对象有相同的值，为这多个相同的值存储多个副本是很浪费空间的，所以最好做法是让左右对象都共享同一个值的实现。C++标准库中string类采取一种称为”写时复制“的技术，使得只有当字符串被修改的时候才创建各自的拷贝，否则可能（标准库允许使用但没强制要求）采用引用计数技术来管理共享对象的多个对象。

引用计数是实现智能指针的一种通用方法。智能指针将一个计数器与类指向的对象相关联，引用计数跟踪共有多少个类对象共享同一指针。它的具体做法如下：

• 当创建类的新对象时，初始化指针，并将引用计数设置为1；

• 当对象作为另一个对象的副本时，复制构造函数复制副本指针，并增加与指针相应的引用计数；

• 使用赋值操作符对一个对象进行赋值时，处理复杂一点，先使左操作数的指针的引用计数减1（为何减1：因为指针已经指向别的地方），如果减1后引用计数为0，则释放指针所指对象内存。然后增加右操作数所指对象的引用计数（为何增加：因为此时做操作数指向对象即右操作数指向对象）；

• 调用析构函数时，析构函数先使引用计数减1，如果减至0则delete对象。

参考文章

C++ 引用计数技术及智能指针的简单实现