我们知道除了静态内存和栈内存外，每个程序还有一个内存池，这部分内存被称为自由空间或者堆。程序用堆来存储动态分配的对象即那些在程序运行时分配的对象，当动态对象不再使用时，我们的代码必须显式的销毁它们。
在C++中，动态内存的管理是用一对运算符完成的：new和delete，new:在动态内存中为对象分配一块空间并返回一个指向该对象的指针，delete：指向一个动态独享的指针，销毁对象，并释放与之关联的内存。
动态内存管理经常会出现两种问题：一种是忘记释放内存，会造成内存泄漏；一种是尚有指针引用内存的情况下就释放了它，就会产生引用非法内存的指针。
为了更加容易（更加安全）的使用动态内存，引入了智能指针的概念。智能指针的行为类似常规指针，重要的区别是它负责自动释放所指向的对象。标准库提供的两种智能指针的区别在于管理底层指针的方法不同，shared_ptr允许多个指针指向同一个对象，unique_ptr则“独占”所指向的对象。标准库还定义了一种名为weak_ptr的伴随类，它是一种弱引用，指向shared_ptr所管理的对象，这三种智能指针都定义在memory头文件中。
为什么用：为了更加容易，更加安全的使用动态内存，有了智能指针。
是什么：智能指针是一个负责自动释放所指向的对象的指针。
有四种：shared_ptr，unique_ptr，weak_ptr，scoped_ptr。前两种重要
区别：shared_ptr允许多个指针指向同一个对象，unique_ptr则“独占”所指向的对象。
怎么用：
shared_ptr类
声明，默认初始化一个空指针：
shared_ptr<string> p1; //声明阶段可以指向的类型
shared_ptr<list<int>> p2;
智能指针的使用方式和普通指针类似，解引用一个智能指针返回它指向的对象，使用前先判空
if(p1 && p1->empty())
*p1 = "hi";
make_shared() 函数：
最安全的分配和使用动态内存的方法就是调用一个名为make_shared的标准库函数，此函数在动态内存中分配一个对象并初始化它，返回指向此对象的shared_ptr。头文件和share_ptr相同，在memory中
shared_ptr<int> p = make_shared<int>(88); shared_ptr<stringt> p1 = make_shared<string>(10, '9');
shared_ptr的拷贝和赋值
当进行拷贝和赋值时，每个shared_ptr都会记录有多少个其他shared_ptr指向相同的对象。
我们可以认为每个shared_ptr都有一个关联的计数器，通常称其为引用计数，无论何时我们拷贝一个shared_ptr，计数器都会递增。当我们给shared_ptr赋予一个新值或是shared_ptr被销毁（例如一个局部的shared_ptr离开其作用域）时，计数器就会递减，一旦一个shared_ptr的计数器变为0,它就会自动释放自己所管理的对象。
auto r = make_shared<int>(42);//r指向的int只有一个引用者 r=q;//给r赋值，令它指向另一个地址 //递增q指向的对象的引用计数 //递减r原来指向的对象的引用计数 //r原来指向的对象已没有引用者，会自动释放
shared_ptr自动销毁所管理的对象
当指向一个对象的最后一个shared_ptr被销毁时，shared_ptr类会自动销毁此对象，它是通过另一个特殊的成员函数-析构函数完成销毁工作的，类似于构造函数，每个类都有一个析构函数。析构函数控制对象销毁时做什么操作。析构函数一般用来释放对象所分配的资源。shared_ptr的析构函数会递减它所指向的对象的引用计数。如果引用计数变为0，shared_ptr的析构函数就会销毁对象，并释放它所占用的内存。
shared_ptr还会自动释放相关联的内存
当动态对象不再被使用时，shared_ptr类还会自动释放动态对象，这一特性使得动态内存的使用变得非常容易。如果你将shared_ptr存放于一个容器中，而后不再需要全部元素，而只使用其中一部分，要记得用erase删除不再需要的那些元素。
unique_ptr类
某个时刻只能有一个unique_ptr指向一个给定对象，由于一个unique_ptr拥有它指向的对象，因此unique_ptr不支持普通的拷贝或赋值操作。
虽然我们不能拷贝或者赋值unique_ptr，但是可以通过调用release或reset将指针所有权从一个（非const）unique_ptr转移给另一个unique
//将所有权从p1（指向string Stegosaurus）转移给p2 unique_ptr<string> p2(p1.release());//release将p1置为空 unique_ptr<string>p3(new string("Trex")); //将所有权从p3转移到p2 p2.reset(p3.release());//reset释放了p2原来指向的内存
release成员返回unique_ptr当前保存的指针并将其置为空。因此，p2被初始化为p1原来保存的指针，而p1被置为空。
reset成员接受一个可选的指针参数，令unique_ptr重新指向给定的指针。
如何回答C++面试中关于智能指针的问题？
1、 什么是智能指针？
答：智能指针(smart pointer)是存储指向动态分配（堆）对象指针的类，用于生存期控制，能够确保自动正确的销毁动态分配的对象，防止内存泄露（利用自动调用类的析构函数来释放内存）。它的一种通用实现技术是使用引用计数（除此之外还有资源独占，如(auto_ptr）,只引用，不计数（weak_ptr））。智能指针类将一个计数器与类指向的对象相关联，引用计数跟踪该类有多少个对象共享同一指针。每次创建类的新对象时，初始化指针并将引用计数置为1；当对象作为另一对象的副本而创建时，拷贝构造函数拷贝指针并增加与之相应的引用计数；对一个对象进行赋值时，赋值操作符减少左操作数所指对象的引用计数（如果引用计数为减至0，则删除对象），并增加右操作数所指对象的引用计数；调用析构函数时，构造函数减少引用计数（如果引用计数减至0，则删除基础对象）。
2、为什么要用智能指针以及智能指针的原理是什么？
2、答：原因:（1）：手动malloc/new出来的资源，容易忘记free/delete；
（2）：影响执行流的地方需要注意释放资源，容易导致资源泄漏（如free/delete在return之后）。
（3）：中途抛出异常，无法释放资源。如：int*p1=new int；int*p2=new int [10000000]；delete p1; delele [ ] p2;因为p2new的内存比较大，万一new失败，则导致p1永远无法释放。
原理：为了解决以（1）、（2）、（3）上问题，创建一份资源出来的时候，交给一个类对象去管理，当类对象声明周期结束时，自动调用析构函数释放资源。除此之外，通过运算符重载（重载*和重在->等），可以向指针一样使用。
3、 分析下常见的智能指针有哪些？
auto_ptr
（1）它是C++标准库提供的类模板，auto_ptr对象通过初始化指向由new创建的动态内存，它是这块内存的拥有者，一块内存不能同时被分给两个拥有者（资源独占）。当auto_ptr对象生命周期结束时，其析构函数会将auto_ptr对象拥有的动态内存自动释放。
（2）auto_ptr不能指向数组，因为auto_ptr在析构的时候只是调用delete,而数组应该要调用delete[]。（但uniquearray管理的是一段连续的空间，它也是防拷贝的，功能类似于vector。）
（3）auto_ptr不能作为容器对象，因为它不支持拷贝构造与赋值（出错了也不容易发现），STL容器中的元素经常要支持拷贝，赋值等操作，在这过程中auto_ptr会传递所有权，那么就会出错。
unique_ptr
它是（ C++11引入的，前身是scoped_ptr，scoped_ptr是boost库里的），也不支持拷贝构造和赋值，但比auto_ptr好，直接赋值会编译出错（与auto_ptr最大的不同就是类内私有的声明了拷贝构造函数和赋值运算符重载，是针对auto_ptr的缺点而出现的）。
shared_ptr
C++11或boost的shared_ptr，基于引用计数的智能指针。可随意赋值，直到内存的引用计数为0的时候这个内存会被释放。环状的链式结构可能会形成内存泄露（循环引用）
循环引用问题（常问到哦）
为了解决类似这样的问题，C++11引入了weak_ptr，来打破这种循环引用。
weak_ptr
C++11或boost的weak_ptr，弱引用。 引用计数有一个问题就是互相引用形成环，这样两个指针指向的内存都无法释放。需要手动打破循环引用或使用weak_ptr。顾名思义，weak_ptr是一个弱引用，它是为了配合shared_ptr而引入的一种智能指针，它指向一个由shared_ptr管理的对象而不影响所指对象的生命周期，也就是说，它只引用，不计数。如果一块内存被shared_ptr和weak_ptr同时引用，当所有shared_ptr析构了之后，不管还有没有weak_ptr引用该内存，内存也会被释放。所以weak_ptr不保证它指向的内存一定是有效的，在使用之前需要检查weak_ptr是否为空指针。
weak_ptr并没有重载operator->和operator *操作符，因此不可直接通过weak_ptr使用对象，典型的用法是调用其lock函数来获得shared_ptr示例，进而访问原始对象。
如何判断weak_ptr的对象是否失效？
1、expired()：检查被引用的对象是否已删除。
2、lock()会返回shared指针，判断该指针是否为空。
3、use_count()也可以得到shared引用的个数，但速度较慢。