1 智能指针的作用
智能指针的作用是管理一个指针，因为存在以下这种情况：申请的空间在函数结束时忘记释放，造成内存泄漏。所以智能指针的作用原理就是在函数结束时自动释放内存空间，不需要手动释放内存空间。对于编译器来说，智能指针实际上是一个栈对象，并非指针类型，在栈对象生命期即将结束时，智能指针通过析构函数释放有它管理的堆内存。所有智能指针都重载了“operator->”操作符，直接返回对象的引用，用以操作对象。访问智能指针原来的方法则使用“.”操作符。智能指针不等同与普通指针。
2智能指针分类
STL 一共给我们提供了四种智能指针：auto_ptr、unique_ptr、shared_ptr 和 weak_ptr，auto_ptr 是 C++98 提供的解决方案，C+11 已将其摒弃，并提出了 unique_ptr 作为 auto_ptr 替代方案。
3各种智能指针介绍
3.1 unique_ptr
目的：将对象限制为由一个所有者（指针）所有，因为多个所有权会使程序逻辑变得复杂（即只准有一个指针访问对象）
unique_ptr 的构造和移动：
unique_ptr的基本操作有：
// Automaticptr.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
//
#include "pch.h"
#include <iostream>
#include <memory>//智能指针头文件
using namespace std;
struct Task {
int mId;
Task(int id) :mId(id) {
std::cout << "Task::Constructor" << std::endl;
}
~Task() {
std::cout << "Task::Destructor" << std::endl;
}
};
int main()
{
// 通过原始指针创建 unique_ptr 实例
std::unique_ptr<Task> taskPtr(new Task(23));
//通过 unique_ptr 访问其成员
int id = taskPtr->mId;
cout << id <<endl;
//普通指针
char str[] = "hjdjdt";
char *ptr =str;
cout << ptr << endl;
//[1]unique_ptr
//目的：将对象限制为由一个所有者所有，即一个指针指向一个对象，不容许多个指针指向一个对象
//构造智能指针
auto ptrA = make_unique<string>("guih"); //C++ 14 引入的新函数
cout <<"智能指针 ptrA：" <<ptrA << endl;
//cout << "智能指针 ptrA：" << ptrA.get << endl;
//变更智能指针
auto ptrB = move(ptrA);
cout << "智能指针 ptrA：" << ptrA << endl;//ptrA被清空
cout << "智能指针 ptrB：" << ptrB << endl;//ptrA被赋值给ptrB
//创建空的智能指针
unique_ptr<int> ptrC;
//绑定动态对象,创建时没有赋值，需要重新绑定
ptrC.reset(new int(3));
//创建时指定动态对象
unique_ptr<int> ptrD(new int(4));
// 所有权的变化
int *p_i = ptrD.release(); //释放所有权
unique_ptr<string> u_s(new string("abc"));
//所有权转移(通过移动语义)，u_s所有权转移后，变成“空指针”
unique_ptr<string> u_s2 = move(u_s);
//所有权转移 先释放在设置为空指针
u_s2.reset(u_s.release());
//显式销毁所指对象，同时智能指针变为空指针。与u_s2.reset()等价
u_s2 = nullptr;
system("pause");
return 0;
}
3.2 auto_ptr
auto_ptr 在 C++98 中引入，定义在头文件。其功能和用法类似于 unique_ptr，由 new expression 获得对象，在 auto_ptr 对象销毁时，他所管理的对象也会自动被 delete 掉。auto_ptr 从 C++98 使用至今，从 C++11 开始，引入unique_ptr 来替代 auto_ptr 。
替换的原因：
（1）安全考虑
避免因潜在的内存问题导致程序崩溃 。使用 unique_ptr 时编译出错，与 auto_ptr 一样，unique_ptr 也采用所有权模型，但在使用 unique_ptr 时，程序不会等到运行阶段崩溃
（2）unique_ptr 安全而且灵活
unique_ptr 是个临时右值，编译器允许拷贝语义，原始指针赋值给新的指针时，原始指针会自动被清除。
（3）扩展 auto_ptr 不能完成的功能
（a）unique_ptr 可放在容器中，弥补了 auto_ptr 不能作为容器元素的缺点。
（b）管理动态数组，因为 unique_ptr 有 unique_ptr<X[]> 重载版本，销毁动态对象时调用 delete[]。
（c）自定义资源删除操作（Deleter）。unique_ptr 默认的资源删除操作是 delete/delete[]，若需要，可以进行自定义
3.3 shared_ptr
shared_ptr 是一个标准的共享所有权的智能指针，允许多个指针指向同一个对象。原理：shared_ptr维护了一个指向control block的指针对象，来记录引用个数。
shared_ptr 是为了解决 auto_ptr 在对象所有权上的局限性（auto_ptr 是独占的），在使用引用计数的机制上提供了可以共享所有权的智能指针，当然这需要额外的开销：
（1）shared_ptr 对象除了包括一个所拥有对象的指针外，还必须包括一个引用计数代理对象的指针；
（2）时间上的开销主要在初始化和拷贝操作上， * 和 -> 操作符重载的开销跟 auto_ptr 是一样；
（3）开销并不是我们不使用 shared_ptr 的理由,，永远不要进行不成熟的优化，直到性能分析器告诉你这一点。
3.4 weak_ptr
weak_ptr用于避免shared_ptr相互指向产生的环形结构，造成的内存泄漏。weak_ptr count是弱引用个数；弱引用个数不影响shared count和对象本身，shared count为0时则直接销毁。
weak_ptr 被设计为与 shared_ptr 共同工作，可以从一个 shared_ptr 或者另一个 weak_ptr 对象构造而来。weak_ptr 是为了配合 shared_ptr 而引入的一种智能指针，它更像是 shared_ptr 的一个助手而不是智能指针，因为它不具有普通指针的行为，没有重载 operator* 和 operator-> ，因此取名为 weak，表明其是功能较弱的智能指针。它的最大作用在于协助 shared_ptr 工作，可获得资源的观测权，像旁观者那样观测资源的使用情况。观察者意味着 weak_ptr 只对 shared_ptr 进行引用，而不改变其引用计数，当被观察的 shared_ptr 失效后，相应的 weak_ptr 也相应失效。
4 智能指针选择原则
（1）如果程序要使用多个指向同一个对象的指针，应选择shared_ptr。
（2）如果程序不需要多个指向同一个对象的指针，则可使用unique_ptr。
5 参考文献
C++ 智能指针详解
C++ STL 四种智能指针：https://blog.csdn.net/k346k346/article/details/81478223#comments
C++11的智能指针(常见面试问题)：https://blog.csdn.net/xy_cpp/article/details/81750575?depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task&utm_source=distribute.pc_relevant.none-task