C++11 智能指针unique_ptr使用 -- 以排序二叉树为例

用智能指针可以简化内存管理。以树为例，如果用普通指针，通常是在插入新节点时用new，在析构函数中调用delete；但有了unique_ptr类型的智能指针，就不需要在析构函数中delete了，因为当unique_ptr类型的指针P生命结束时（比如对于局部变量，程序执行到局部变量的作用域范围之外），P会自动delete它拥有的资源（指针指向的空间）。对于shared_ptr，情况更加复杂一些，shared_ptr会维护一个use count，即有多少个指针共享这一资源，当use count为0时，资源被自动释放。

有一篇wiki专门解释了这种模式(将资源的获取与释放与对象的生命周期绑定)，http://en.wikipedia.org/wiki/Resource_Acquisition_Is_Initialization

这篇文章主要关注unique_ptr，如果不熟悉，可以先读一下这个：http://www.cplusplus.com/reference/memory/unique_ptr/

这里用排序二叉树的简单实现来展示如何使用unique_ptr，我们只实现插入一个int，以及中序遍历输出所有数字的功能，这已经足以解释unique_ptr的使用方法（其实是，我不太会写二叉树的平衡- -）

TreeNode代表一个树节点，包括一个int值，和指向左右子树的智能指针。我们在TreeNode和BST里都实现了insert(int)和inOrder()，BST中的方法基本上是调用TreeNode的对应方法（BST的方法只是一个wrapper，真正干活的是TreeNode里的对应方法）

#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
#include <memory>
using namespace std;
class TreeNode{
    public:
    unique_ptr<TreeNode> left;
    unique_ptr<TreeNode> right;
    int val;
    TreeNode(){}
    TreeNode(int value): val(value){}
    void insert(int value){
        if (value <= val) {
            if (left) {
                left->insert(value);
            } else {
                left.reset(new TreeNode(value));
            }
        } else {
            if (right) {
                right->insert(value);
            } else {
                right.reset(new TreeNode(value));
            }
        }
    }
    void inOrder(stringstream& ss){
        if (left){
            left->inOrder(ss);
        }
        ss << val << " ";
        if (right) {
            right->inOrder(ss);
        }
    }
};
class BST {
public:
    BST ();
    virtual ~BST ();
    void insert(int value);
    string inOrder();
private:
    unique_ptr<TreeNode> root;
};
BST::BST(){}
BST::~BST(){}
void BST::insert(int value){
    if(root){
        root->insert(value);
    } else {
        root.reset(new TreeNode(value));
    }
}
string BST::inOrder(){
    if (root) {
        stringstream ss;
        root->inOrder(ss);
        return ss.str();
    } else {
        return "";
    }

}
int main(int argc, const char *argv[])
{
    BST bst;
    bst.insert(4);
    bst.insert(5);
    bst.insert(2);
    bst.insert(1);
    cout << bst.inOrder() << endl;
    return 0;
}

有人提到可能要把TreeNode指定为NonCopyable，见http://stackoverflow.com/questions/6679482/smart-pointers-for-modelling-a-general-tree-structure-its-iterators，挺有道理的，这个实现不算复杂，可以参考http://en.wikibooks.org/wiki/More_C%2B%2B_Idioms/Non-copyable_Mixin