在COM開發中，我們都是在和接口指針打交道。對於接口指針，我們都要小心翼翼的使用AddRef和Release操作來增加對應接口的引用計數。關於引用計數的使用規則可以查看之前總結的 《引用計數（1）》和 《引用技術（2）》。對於接口的引用計數，稍有不慎，就可能出現指針沒有被釋放，或者對已經釋放的指針再次調用Release就會導致程序崩潰。怎麼辦？
程序員都是一群“懶惰”的人，對於這些隨時都會出現問題的地方，我們怎麼可以忍呢？於是，智能指針就出現了。
智能指針
一個智能指針實際上就是一個重載了操作符->的類。智能接口指針類包含指向另外一個對象的指針。當用戶調用智能指針上的->操作符時，智能指針把此調用轉發給它所包含的指針所指的對象。智能接口指針中所包含的指針將是指向一個接口的。這就是設計模式中的代理模式的應用。這也簡化了COM中對引用計數的管理，而真正實現對引用計數管理的是智能接口指針。
我的智能指針
接下來，我要親自實現一個接口指針，通過代碼來學習智能指針是如何實現的。
#include <iostream>
#include <windows.h>
using namespace std;
class RefCount
{
public:
RefCount() : m_nCount(0){}
public:
unsigned AddRef(){ return InterlockedIncrement(&m_nCount); }
unsigned Release(){ return InterlockedDecrement(&m_nCount); }
void Reset(){ m_nCount = 0; }
private:
unsigned long m_nCount;
};
template<class T>
class JTSmartPointer
{
public:
JTSmartPointer(T *pT) : m_pData(pT)
{
m_pData = pT;
m_pRef = new RefCount();
m_pRef->AddRef();
}
JTSmartPointer(const JTSmartPointer<T> &sp)
{
m_pData = sp.m_pData;
m_pRef = sp.m_pRef;
m_pRef->AddRef();
}
~JTSmartPointer()
{
if (m_pRef && m_pRef->Release() == 0)
{
delete m_pRef;
delete m_pData;
}
}
T& operator*()
{
return *m_pData;
}
T* operator->()
{
return m_pData;
}
JTSmartPointer<T>& operator=(const JTSmartPointer<T>& sp)
{
if (this != &sp)
{
if (m_pRef && m_pRef->Release() == 0)
{
delete m_pRef;
delete m_pData;
}
m_pData = sp.m_pData;
m_pRef = sp.m_pRef;
m_pRef->AddRef();
}
return *this;
}
JTSmartPointer<T>& operator=(T *pValue)
{
if (m_pRef && m_pRef->Release() == 0)
{
delete m_pRef;
delete m_pData;
}
m_pData = pValue;
m_pRef = new RefCount();
m_pRef->AddRef();
return *this;
}
private:
T *m_pData;
RefCount *m_pRef;
};
class CA
{
public:
CA() { cout<<"New CA"<<endl; }
~CA() { cout<<"Delete CA"<<endl; }
void Show()
{
cout<<"I am CA."<<endl;
}
};
int main()
{
JTSmartPointer<CA> caObj(new CA);
JTSmartPointer<CA> caObj2 = caObj;
caObj2->Show();
return 0;
}
代碼理解起來很簡單。如果大家有好的想法，期待和大家進行討論。
CComPtr和CComQIPtr
在進行COM開發時，並不需要我們手動的去封裝一個智能指針。在ATL中提供了兩個智能指針：CComPtr和CComQIPtr。這兩個都在<atlbash.h>中聲明。
CComQIPtr包含了CComPtr的所有功能，因此我們完全可以用CComQIPtr來使用智能接口指針；唯一需要注意的一點是CComQIPtr不能定義IUnknown *指針。以下代碼是一些使用CComPtr和CComQIPtr的例子。
CComPtr<IUnknown> spIUnk; // Right
CComPtr<IFun> spFun; // Right
CComQIPtr<IFun> spFun; // Right
CComQIPtr<IFun, &IID_IFun> spFun; // Right
// 給智能指針賦值的方法
CComQIPtr<IFun> spFun; // 調用構造函數，還沒有賦值，被包裝的內部接口指針為NULL
CComQIPtr<IFun> spFun(pOtherIF); //調用構造函數，內部接口指針賦值為通過pOtherIF接口指針調用QueryInterface得到的IFun接口指針
CComQIPtr<IFun> spFun(pUnknown); // 調用構造函數，由IUnknown的QueryInterface得到IFun接口指針
CComQIPtr<IFun> spFun = pOtherInterface; // =運算符重載，含義和上面一樣
spFun = spOtherIF; // 同上
spFun = pUnknown; // 同上
// 得到指針以後，可以通過以下方法進行判斷指針是否有效
if (spFun){}
if (NULL == spFun){}
// 智能指針調用函數的方法
spFun.CoCreateInstance(...) // 與API函數是等價的
spFun.QueryInterface(...)
spFun->Add() // 調用內部接口指針的接口函數
// 智能指針的釋放
spFun.Release(); // 釋放內部的接口指針，同時內部指針賦值為NULL
spFun->Release(); // 這個絕對不能這樣調用，這樣可能造成智能指針內部的接口指針成為懸停的野指針
一般來說，CComQIPtr提供了幾乎所有CComPtr的功能，但是有唯一一個例外，CComQIPtr<IUnknown>是不合法的，template <class T, const IID* piid = &__uuidof(T)>class CComQIPtr 的構造符重復定義。必須寫成CComQIPtr<IUnknown, &IID_IUnknown>。除此之外，其他CComPtr都可以用CComQIPtr代替。
總結
智能指針的種種好處，這裡也進行了總結。希望大家在實際進行開發時，盡量減少和接口指針直接打交道的機會，最好通過智能指針來實現。同時，一定要注意使用智能指針時，對於智能指針的釋放是存在陷阱的，我們絕對不要進行spFun->Release()這樣的調用。最後是我開發時的經驗和教訓，如果不想將周末的休息時間浪費在調試app crash的崩潰上，就使用智能指針吧。
