qsharedpointer：C++智能指針

在C++中，指針是一種非常常用的數據類型，它能夠讓我們方便地訪問和修改內存中的變量。但是，指針的使用也是非常容易出錯的，比如可能會忘記釋放內存、指針懸空等等。在這種情況下，智能指針就應運而生，它是一種可以自動管理內存的指針，能夠在不需要使用指針時自動釋放資源，從而避免了一部分的錯誤。qsharedpointer是Qt框架提供的一種智能指針，它具有極高的靈活性和安全性，並且非常適用於Qt開發。

一、構造函數和析構函數

qsharedpointer的主要實現是利用了引用計數機制，它記錄了有多少個指針指向了同一個對象，並且會在最後一個指針結束生命周期的時候自動的釋放資源。qsharedpointer提供了多種構造函數和析構函數，這些函數可以根據不同的需求進行選擇。下面是qsharedpointer的最基本的構造函數和析構函數，它們可以創建和銷毀一個指向一個對象的智能指針。

template QSharedPointer::QSharedPointer(T *ptr = Q_NULLPTR) : d(new Data(ptr)) {}
template QSharedPointer::~QSharedPointer() { d->ref.ref() == 1 ? delete d->ptr : d->ref.deref(); delete d; }

這裡需要注意的是，qsharedpointer的構造函數可以接受一個指向某個對象的原始指針，也可以沒有參數，此時它將會創建一個空指針。同時qsharedpointer的析構函數會在不需要使用指針時自動釋放資源，它的實現方式是通過引用計數機制實現的。在析構函數中，我們可以看到d->ref.ref()的執行，它會將引用計數減1，從而保證了對象的正確釋放。

二、拷貝構造函數和移動構造函數

qsharedpointer提供了拷貝構造函數和移動構造函數，它們可以將一個已有的智能指針複製或者移動到一個新的智能指針中。同時，qsharedpointer還提供了一些輔助函數，如reset函數、swap函數等。

1.拷貝構造函數

QSharedPointer(const QSharedPointer &other) : d(other.d) { d->ref.ref(); }

拷貝構造函數將會複製一個已存在的智能指針，並且增加引用計數。在函數中，我們可以看到直接將other的私有數據d複製到了當前對象的私有數據d中，並且增加了一次引用計數，避免了指針的重複釋放。需要注意的是，在拷貝構造函數中，我們沒有增加原始指針的引用計數，這是因為我們並不知道other中的指針是否是下面的原始指針，如果這裡增加一次引用計數，那麼可能就會導致一些錯誤的結果。

2.移動構造函數

QSharedPointer(QSharedPointer &&other) Q_DECL_NOEXCEPT : d(other.d) { other.d = Q_NULLPTR; }

移動構造函數允許我們將一個已有的智能指針的所有權移動到一個新的智能指針中。在函數中，我們可以看到將other的私有數據d賦值給了當前對象的私有數據d，並且設置other的私有數據d為null。這裡需要注意的是，other在函數執行完之後不應當再使用，因為它所指向的資源已經被移動走了。

三、示例代碼

下面是一個簡單的例子，我們首先創建一個普通的指針，然後將它轉換為智能指針，並且進行引用計數的測試：

#include <QSharedPointer>

int main() {
    int *a = new int(10);
    QSharedPointer ptr(a);
    QSharedPointer ptr1(ptr);
    ptr1.reset(new int(20));
    qDebug() << *ptr << *ptr1;
}

在上面的代碼中，我們首先創建了一個指針a，然後將它轉換為智能指針ptr，並且創建了另外一個智能指針ptr1，這裡使用了拷貝構造函數。接着，我們調用了reset函數，將ptr1指向了一個新的int變量。最後輸出了ptr和ptr1所指向的變量值。我們可以看到，在ptr1指向新的int變量之後，ptr所指向的變量依然是原來的int變量（值為10），因為它們所指向的資源是不同的。

四、總結

在這篇文章中，我們對qsharedpointer進行了詳細的闡述。它是一種非常優秀的智能指針，能夠在不需要使用指針時自動釋放資源，避免了一部分的錯誤。它實現了引用計數機制，能夠正確地管理內存，同時還提供了拷貝構造函數、移動構造函數、reset函數、swap函數等輔助函數，非常方便實用。在Qt開發中，qsharedpointer也是非常流行的一種指針類型，它被廣泛地應用於內存管理、線程控制等方面，是開發者不可或缺的一種重要工具。