Boost 之 smart pointer

C++最令人苦惱的地方，不外乎就是語言特性太複雜( OO 及 Generic Programming 等等)，以及缺乏自動記憶體管理。通常在寫C++時，我們會使用 RAII (Resource Acquisition Is Initialization) 這個 idiom (慣用手法) 來管理記憶體，也就是在物件的 constructor 中申請資源，然後在 destructor 釋放。但這僅僅於物件是建立在 stack 中 (Local variable)可行，若物件是建立於 heap 中，則 destructor 永遠不會被呼叫，除非我們手動 delete 它。

為了更方便開發者管理記憶體，smart pointer 一直是C++陣營一直在探討的議題之一。而 C++98 中提供一個 smart point：auto_ptr
auto_ptr 的 constructor 接受一個由 new operator 或是 object factory 所建立出的指標為參數，擁有這個指標所指的物件，並透過 override operator* 及 operator-> 來使其用起來像是一個真的指標。在 auto_ptr 退出其 scope 後，destructor 自然會被呼叫，而釋於資源。

auto_ptr 解決了記憶體管理的問題，但它還不夠好用，最大的問題就是它對物件所有權的管理策略屬於 Destructive Copy，也就是一次只能有一個 auto_ptr 持有一個物件，禁止共享。

std::auto_ptr<int> ptr1 ( new int (2) );
std::auto_ptr<int> ptr2;
ptr2 = ptr1 ; // transfer ownership from ptr1 to ptr2

Boost.smart_ptr 基於 auto_ptr 擴充了六種適合不同需求所用的 smart pointers：

1. scoped_ptr：類似 auto_ptr，但物件所有權無法轉移，因此同 auto_ptr，也無法被放到 STL container 中。另外，正如其名，我們只能在某個 scope 中使用它。
2. scoped_array：scoped_ptr 的 array 版本，即內部是使用 new [ ] 及 delete [ ] 而非 new 與 delete。
3. shared_ptr：是最類似 pointer 的 smart pointer，也是 Boost 中最有價值，最有用的組件。它實作了 reference count 機制，因此可以任何地方被 copy 及 assign value，當 reference count 為 0 時才會 delete 它。另外，shared_ptr 可以被使用於 STL container 中。
4. shared_array：shared_ptr 的 array 版本。
5. weak_ptr：一個用來協助 shared_ptr 的 smart pointer，通常它與 shared_ptr 共享同一個物件，但不會增加 reference count，因為它沒有 override operator* 及 operator->，因此也不會使用它來操作物件。它主要提供 use_count( ) 及 expired( ) 來回報 shared_ptr 的 reference count 以及內部指標是否有效等資訊。
6. intrusive_ptr：一種侵入式的 smart pointer，由於 Boost 目前已不建議使用，因此也不多作介紹。

詳細使用方法可參考 http://www.boost.org/doc/libs/1_46_1/libs/smart_ptr/smart_ptr.htm

如果可以，請多多使用 shared_ptr 及 shared_array