一、构建智能指针的原因
众所周知，C++是没有垃圾回收的，就会导致以下问题：
1、导致动态申请堆空间，用完后不归还。
2、会导致程序的内存泄露，进而影响整个程序，甚至可能是整个电脑
3、指针无法控制所指堆空间的生命周期
我们就需要设计一个类SmartPointer他的功能如下：
- 指针生命周期结束时
主动释放堆空间。 - 一片堆空间最多由一个指针标识。
原因：因为我们要在析构函数中释放堆空间，如果2个智能指向同一片空间，就会导致他被释放2次，就会得到意想不到的结果！！！ 杜绝指针运算和指针比较。
二、智能指针分析
- 通过类模板描述指针的行为。
在之前的第一节课我们已经讲过了，可以使用类模板来加强我们的数据结构的复用，在这里我们也是使用类模板来定义我们的SmartPointer使他能够定义不同类型的指针对象 - 重载指针特征操作符(
->和*)。
利用对象模拟原生指针的行为
三、实现智能指针
数据结构使用的编译器
我使用的编译器是Qt5.9.4，操作系统环境为Ubuntu 22，如果大家使用的是vs/qt(其他版本)，或是其他操作系统，我都会讲他们函数的不同地方，例如函数名称的不同！！！
创建Qt控制台项目
1、在侧边栏打开qt creator
如果在侧边栏未找到怎么办？
那就进行下列操作：
在侧边栏找到点的按钮，点击他。
在上方搜索qt，下面的这个应用就是qt，点击打开他。
2、创建新的项目
进入之后点击New Project
之后选择第二个。
之后一路Choose即可，注意在此步的下一步是选择路径的，路径不能有中文
进入之后就是这样的：
智能指针的构建
点击我们的项目，创建新的文件：
选择C++ Header File，因为我们要使用模板技术，所以只需要头文件即可。具体的原因如下：
使用C++模板技术时，只需要创建头文件的原因是因为模板是一种在**编译时生成代码的机制**。在C++中，模板可以用来定义通用的数据结构和算法，以适应不同类型的数据。
当我们编写一个模板类或者模板函数时，我们只需要把模板的声明和定义写在头文件中即可。这是因为模板的实例化是在编译时完成的，而不是链接或运行时。当程序在编译时遇到模板的使用，编译器会根据实际使用的类型生成对应的代码。
由于模板的代码是泛化的，可以适用于不同的类型，在编译时需要进行模板的实例化。如果把模板定义分离到实现文件中，编译器无法在编译时生成相应的实例化代码，导致链接时出现编译错误。
因此，为了正确使用C++模板技术，我们通常将模板的声明和定义都写在头文件中。这样，在包含头文件时，编译器可以看到模板的定义，并根据需要生成相应的实例化代码，保证程序的正确性。
需要注意的是，模板的成员函数的定义通常也需要放在头文件中，以便在实例化时能够正确地内联函数。如果将模板的定义和实现都放在头文件中，会使代码更易于 维护和理解，并且避免了编译和链接时的错误。
在我们本数据结构，我们都会使用一个叫做命名空间来包含我们的数据结构类
他的语法格式如下：
namespace MYLib { //someclass class Myclass { }; //someFunction void func() { } }
我们在使用他的时候就需要uising namespace MYLib和添加对应的头文件，才可以使用类，要不然需要像这样MYLib::func()来使用
新文件结构
#ifndef SMARTPOINTER_H #define SMARTPOINTER_H namespace MyStruct { //your class } #endif // SMARTPOINTER_H
创建指针成员
我们在类中需要使用原生指针。并且我们还需要使用泛指类型
template<typename T> class SmartPointer { protected: T *m_pointer; public: };
实现析构函数
在我们智能指针中，最重要的就是自动释放指针，所以我们要使用析构函数来帮我们释放指针。
~SmartPointer() { delete m_pointer; }
构造函数
只需要把m_pointer指向参数即可，参数需要默认参数，提法灵活度
SmartPointer(T*point = nullptr) { m_pointer = point; }
操作符重载
*操作符分析
int *a = new int(10); cout << *a << endl;
通过运行上面的程序，我们可以发现*他是一个取值操作符，所以我们重载他的时候需要返回一个具体的数，而不是指针
具体实现如下：
T& operator *() { return *m_pointer; }
->操作符分析：
T*operator ->() { return m_pointer; }
成员函数的实现
1、判断是否为空
bool isNull() { return m_pointer == nullptr; }
2、得到指针
T *get() { return m_pointer; }
拷贝构造函数和"="重载操作符
具体的过程如图所示
拷贝构造函数：
SmartPointer(const SmartPointer&obj) { m_pointer = obj.m_pointer;//本类的指针指向obj里面的指针指向的东西 /*使用const_cast消除const属性*/ const_cast<SmartPointer<T>>(obj).m_pointer = nullptr;//把参数的m_pointer指向null }
"="重载:
此处实现和上面差不多，无非是需要判断是否为自赋值。
自赋值是什么：
int a = 10; a = a;
像上面这种a =a;就属于自赋值，此时我们如果去做一遍赋值操作就会大大降低效率，所以需要避免！！！
判断自赋值的方法如下：
通过比较地址即可知道是否为同一个类的自赋值
SmartPointer<T> &operator =(const SmartPointer&obj) { if(&obj!=this) { m_pointer = obj.m_pointer; const_cast<SmartPointer<T>>(obj).m_pointer = nullptr; } return *this;//放回自身，加强连续赋值 }
四、代码一览
#ifndef SMARTPOINTER_H #define SMARTPOINTER_H namespace MyStruct { template<typename T> class SmartPointer { protected: T *m_pointer; public: SmartPointer(T*point = nullptr) { m_pointer = point; } SmartPointer(const SmartPointer&obj) { m_pointer = obj.m_pointer; const_cast<SmartPointer<T>>(obj).m_pointer = nullptr; } SmartPointer<T> &operator =(const SmartPointer&obj) { if(&obj!=this) { m_pointer = obj.m_pointer; const_cast<SmartPointer<T>>(obj).m_pointer = nullptr; } return *this; } T& operator *() { return *m_pointer; } T*operator ->() { return m_pointer; } bool isNull() { return m_pointer == nullptr; } T *get() { return m_pointer; } ~SmartPointer() { delete m_pointer; } }; } #endif // SMARTPOINTER_H
总结
在SmartPointer中，最重要的就是要实现析构函数的自动释放功能。
