Visual C++及C++中的智能指針應用分析

前段時間，在查控件的內存泄露時，最終找出一個錯誤：在使用XMLDom(COM)時，由於重複使用某接口指針前未釋放Dispatch指針(Release)，而導致內存泄露，而此類錯誤(如同BSTR類型的泄漏)，VC的調試器和Bondcheck均無能爲力。解決辦法，似乎只有細心一途。

　　但只要稍稍仔細看看，就可發現，實際上如果正確使用VC提供的智能指針，是可以避免此問題的。

　　另外，一直爲Java程序員津津樂道的內存使用無需管理的優勢，一直知道用C++的智能指針可以模擬。但一直沒實際動手做過，趁此分析之機，用C++簡單包裝了一個。反正粗看之下，可以達到與Java類似的 效果 ，當然，C++的對象更高效且節省內存。

　　就以上所提到的，時間關係，我只能簡單羅列幾點，代碼應該是正確的(但未檢查)。前後文沒什麼邏輯關係，但如果要進一步應用C++的智能指針，相信會起到拋磚引玉之效。

　　 一：關於糾錯，MFC和ATL中智能指針的應用

　　1：在Windows中如何方便的查看當前進程使用的內存。

　　雖然代碼簡單，但對糾錯時有 大用 處，不用不停的通過切換任務管理器來查看內存使用。代碼如下：

UINT C_BaseUtil::getProcessMemoryUsed()
{
　UINT uiTotal = 0L;
　HANDLE hProcess = ::GetCurrentProcess();
　 PROCESS _MEMORY_COUNTERS pmc;
　if(::GetProcessMemoryInfo(hProcess,&pmc,sizeof(pmc)))
　　uiTotal = pmc.WorkingSetSize;
　return uiTotal;
}

　　注意：由於內存使用會是一個不穩定的過程，所以，需要在程序穩定時進行調用，才能準確。

　　2：在使用Com的Dispatch指針時，如果不使用COM智能指針，容易出現的錯誤。

　　2.1：忘記在所有出口釋放指針。
　　
　　如：

IXMLDOMDocument *pDoc = NULL;
CoCreateInstance(...)
……
pDoc-> Release();

　　錯誤：如果中間代碼發生異常，則pDoc未能正常釋放，造成內存泄露。

　　2.2：重複使用同一指針變量，導致中間生成的Dispatch指針未能釋放。

IXMLDOMNode *pNode = NULL;
if(FAILED(pDoc-> selectSingleNode(_bstr_t("Workbook"), &pNode)) || pNode==NULL)
throw(_T("selectSingleNode failed!"));
if(FAILED(pDoc-> selectSingleNode(_bstr_t("Workbook"), &pNode)) || pNode==NULL)
throw(_T("selectSingleNode failed!"));

　　錯誤：pNode未釋放就開始第二次調用，造成內存泄露。或者類似pNode = pNode2的這種寫法，也隨手就出問題了。必須調用if(pNode) {pNod e- > Release();pNode=NULL;}

　　3：使用MFC提供的Com智能指針解決上述問題。

　　注意：可通過查看源碼，看到#import生成的智能指針的原型是_com_ ptr _t。

　　3.1：

IXMLDOMDocumentPtr docPtr = NULL;
docPtr.CreateInstance(...)
……

　　這下不會有問題了，因爲docPtr在析構時會有正確的釋放處理。

　　3.2：

IXMLDOMNodePtr nodePtr = NULL;
if(FAILED(pDoc-> selectSingleNode(_bstr_t("Workbook"), &nodePtr)) || nodePtr==NULL)
throw(_T("selectSingleNode failed!"));
if(FAILED(pDoc-> selectSingleNode(_bstr_t("Workbook"), &nodePtr)) || nodePtr==NULL)
throw(_T("selectSingleNode failed!"));

　　不會出錯了，因爲_com_ptr_t重載了&操作符，在取指針時，有如下操作，嘿。

Interface** operator&() throw()
{
　_Release();
　m_pInterface = NULL;
　return &m_pInterface;
}

　　3.3： nodePtr = nodePrt2 ，也不會有問題：

　　仔細查看源碼，在=操作符中會調用Attach，而Attach的做法是：會先調用_Release();

　　3.4：再看看值傳遞：拷貝構造函數如下

template <> _com_ptr_t(const _com_ptr_t& cp) throw()
: m_pInterface(cp.m_pInterface)
{
　_AddRef();
}

　　嗯，也不會有問題。

　　3.5：最後我們也總結一下使用COM智能指針時的注意事項：

　　·不要在Com智能指針的生命期如果在::CoUninitailize之後，那請在調用::CoUninitailize之前，強制調用MyComPtr = NULL;達到強制釋放的目的。否則會出錯。

　　·不要混用智能指針和普通Dispatch指針，不要調用MyComPtr-> Release()，這違背智能指針的原意，會在析構時報錯。

　　4：使用ATL提供智能指針：CComPtr或是CComQIPtr.

　　如果不使用MFC框架，要自已包裝IDispatch，生成智能指針，還可以使用ATL提供的智能指針。查看源碼，並參照《深入解析ATL》一書，發現實現與_com_ptr_t大同小異，效果一致。

　　 二：引申一下，我們來看看C++的智能指針

　　1：說到智能指針，我們一定要看看標準C++提供的auto_ptr。而auto_ptr的使用是有很多限制的，我們一條一條來細數：

　　1.1:auto_ptr要求一個對象只能有一個擁有者，嚴禁一物二主。

　　比如以下用法是錯誤的。

classA *pA = new classA;
auto_ptr ptr1(pA);
auto_ptr ptr2(pA);

　　1.2:auto_ptr是不能以傳值方式進行傳遞的。

　　因爲所有權的轉移，會導致傳入的智能指針失去對指針的所有權。如果要傳遞，可以採用引用方式，利用const引用方式還可以避免程序內其它方式的所有權的轉移。就其所有權轉移的做法：可以查看auto_ptr的拷貝構造和=操作符的源碼，此處略。

　　1.3：其它注意事項：

　　·不支持數組。

　　·注意其Release語意，它沒有引用計數，與com提供的智能指針不同。Release是指釋放出指針，即交出指針的所有權。

　　·auto_ptr在拷貝構造和=操作符時的特珠含義決定它不能做爲STL標準容器的成員，

　　好了，看了上面的注意事項，特別是第三條，基本上可以得出結論：在實際應用場合，auto_ptr基本沒什麼應用價值的。

　　2：如何得到支持容器的智能指針。

　　我們利用auto_ptr的原型，製作一個引用計數的智能指針，則時讓它支持STL容器的標準。實現代碼很簡單，參照了《C++標準程序庫》中的代碼，關鍵代碼如下：

template
class CountedPtr {
　T * ptr;
　long * counter;
　public:
　　//構造
　　explicit CountedPtr(T* p = NULL)
　　:ptr(p),count(new long(1){}
　　//析構
　　~CountedPtr() {Release();}
　　//拷貝構造
　　CountedPtr(cont CountedPtr & p)
　　:ptr(p.ptr),count(p.count) {++*counter;}
　　//=操作符
　　CountedPtr & operator= (const CountedPtr & p) {
　　　if(this!=&p) {
　　　　Release();
　　　　ptr=p.ptr;
　　　　counter=p.counter;++*counter;
　　　}
　　　return *this;
　　}
　　//其它略
　　....
　private:
　　void Release() {
　　　if(--*counter == 0) {
　　　　delete counter;
　　　　delete ptr;
　　　}
　　}
}

　　好了，這樣，當複製智能指針時，原指針與新指針副本都是有效的，這樣就可以應用於容器了。現在，通過CountedPtr包裝的C++對象，是不是和Java的對象類似了呢，呵呵。只要再加上一些必要的操作符，它就可以作爲容器中的共享資源來使用了。