2.6 使用SharedPtr工厂模式

在C++中，shared_ptr还可以与工厂模式（Factory Design Pattern）结合使用，工厂模式是一种创建型设计模式，该模式包装了new操作符的使用，使对象的创建工作集中在工厂类或工厂函数上，通过创建和返回智能指针，从而实现动态创建对象并自动管理其生命周期的功能。

通常开发中，自己编写的工厂类都会在堆上使用new动态分配对象，然后返回对象指针，当忘记释放delete时，内存泄漏就会产生。当使用shared_ptr实现工厂模式时，我们可以将工厂类中的创建对象的方法返回一个shared_ptr对象，从而避免手动管理动态分配的内存。

如下代码所示，我们使用shared_ptr封装接口，让impl类不再返回原始指针，而是返回shared_ptr包装的智能指针，这样就可以很好的保护资源。

#include <iostream>
#include <boost/smart_ptr.hpp>

using namespace std;
using namespace boost;

// 定义基类 全部为虚函数
class abstract
{
public:
  virtual void MyPrint() = 0;
protected:
  virtual ~abstract() = default;
};

// 派生类实现虚函数
class impl :public abstract
{
public:
  impl() = default;
  virtual ~impl() = default;

public:
  virtual void MyPrint()
  {
    cout << "调用方法完成." << endl;
  }
};

// 工厂函数返回基类的 基址指针 返回类型为 shared_ptr
boost::shared_ptr<abstract> create()
{
  return boost::make_shared<impl>();
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
  // 第一种调用方式
  auto ptr = create();
  ptr->MyPrint();

  // 第二种方式
  abstract *abstract_ptr = ptr.get();
  abstract_ptr->MyPrint();

  // 强制转换,后输出
  impl *impl_ptr = (impl*)(ptr.get());
  impl_ptr->MyPrint();

  std::system("pause");
  return 0;
}

2.7 使用SharedPtr资源共享

使用shared_ptr实现资源共享时，我们可以创建多个shared_ptr对象，让它们共同管理同一个动态分配的对象，从而避免了内存泄漏和错误释放内存的情况。

如下案例中我们定义了shared_vector类，当MyShared中的内容发生变化时，由于ptr指向了MyShared类，则ptr中的值也会随着MyShared中的内容的变化而变化。

#include <iostream>
#include <memory>
#include <vector>
#include <string>

using namespace std;

class shared_vector
{
public:
  typedef vector<string>::size_type size_type;
  shared_vector() : data(make_shared<vector<string>>()){}
  shared_vector(initializer_list<string> il) : data(make_shared<vector<string>>(il)){}
  
  size_type size()const{ return data->size(); }
  bool empty()const{ return data->empty(); }
  
  //尾部插入删除元素                                                          
  void push_back(const string& s){ data->push_back(s); }
  void pop_back(){ data->pop_back(); }
  
  //访问元素                                                                    
  string& front(){ return data->front(); }
  string& back(){ return data->back(); }
private:
  shared_ptr<vector<string>> data;
};

int main(int argc, char const *argv[])
{
  shared_vector MyShared{ "admin", "lyshark" };
  shared_vector ptr(MyShared);

  ptr.push_back("administrator");
  cout << "发生变化: " << MyShared.back() << endl;

  std::system("pause");
}

2.8 使用WeakPtr智能指针

weak_ptr是C++11中的智能指针，它用于解决shared_ptr可能引起的循环引用问题。与shared_ptr不同，weak_ptr并不持有所指对象的所有权，因此它不能直接访问所指向的对象。它只是提供了一种通过shared_ptr访问所指向对象的方式，并且在没有引用时可以自动弱化其引用。

在使用weak_ptr时，通常需要先从一个shared_ptr对象创建一个weak_ptr对象。我们可以通过lock()函数获取指向所指对象的shared_ptr对象，然后通过这个shared_ptr对象来访问所指对象。