智能指针不是实际的指针，而是一个对象，它通过重载 *、→ 方法实现类似指针的效果，并在通过析构函数，实现内存的自动回收。不仅如此，它还综合考虑了很多现实的应用场景，能够自动适应各种复杂的情况，防止误用指针导致的隐患，非常“聪明”，所以被称为“智能指针”。

unique_ptr

unique_ptr<string> ptr2(newstring("hello"));  // string智能指针
assert(*ptr2 == "hello");                // 可以使用*取内容
assert(ptr2->size() == 5);               // 可以使用->调用成员函数
assert(ptr2 != nullptr);  // 判断不为空指针

// ptr2++ // raise error: 没有定义加减运算，不能随意移动指针，避免越界
// delete ptr2;  // raise error: ptr2 实际是一个对象，不能调用 delete

unique_ptr<int> ptr3;                // 未初始化智能指针
// *ptr3 = 42 ;   // 错误！操作了空指针

// 使用工厂函数可以确保在使用时初始化
auto ptr4 = make_unique<int>(42);               // 工厂函数创建智能指针

unique_ptr 应用了 C++ 的“转移”（move）语义，同时禁止了拷贝赋值，所以，在向另一个 unique_ptr 赋值的时候，要特别留意，必须用 std::move() 函数显式地声明所有权转移。

赋值操作之后，指针的所有权就被转走了，原来的 unique_ptr 变成了空指针，新的unique_ptr 接替了管理权，保证所有权的唯一性。

shared_ptr

shared_ptr 大多数情况下和 unique_ptr 一样，但最大的不同点在于：它的所有权是可以被安全共享的，也就是说支持拷贝赋值，允许被多个“人”同时持有，就像原始指针一样。

auto ptr1 = make_shared<int>(42);    // 工厂函数创建智能指针
assert(ptr1 && ptr1.unique() );     // 此时智能指针有效且唯一

auto ptr2 = ptr1;                  // 直接拷贝赋值，不需要使用move()
assert(ptr1 && ptr2);              // 此时两个智能指针均有效
assert(ptr1 == ptr2);             // shared_ptr可以直接比较

// 两个智能指针均不唯一，且引用计数为2
assert(!ptr1.unique() && ptr1.use_count() == 2); 
assert(!ptr2.unique() && ptr2.use_count() == 2);

通过引用计数，shared_ptr 可以实现安全贡献，在引用计数减少到 0 时，才会真正调用释放内存。

shared_ptr 可以在任何场合替代原始指针，但也存在引用计数的开销（ 管理、存储 ），同时也会因为循环引用的问题而导致内存泄漏。

weak_ptr

使用 weak_ptr 可以避免循环引用。它专门为打破循环引用而设计，只观察指针，不会增加引用计数（弱引用），但在需要的时候，可以调用成员函数 lock()，获取shared_ptr（强引用）。

class Node final {
public:
  using this_type = Node;
  // using shared_type = shared_ptr<this_type>;  // 如果是这种写法会导致 next 循环引用
  using shared_type = weak_ptr<this_type>;
  shared_type next;
};

auto n1 = make_shared<Node>();
auto n2 = make_shared<Node>();

n1->next = n2;
n2->next = n1;

assert(n1.use_count() == 1);  // 引用计数不会增加
assert(n2.use_count() == 1);

// 需要使用时
if (!n1->next.expired()) {  // 检查指针是否有效
  auto ptr = n1->next.lock();  // 真正获取 shared_ptr
  assert(ptr == n2);
  assert(n1.use_count() == 1);
  assert(n2.use_count() == 2);  // n2 的引用技术增加
}