Ponteiro inteligente

Em ciência da computação, um apontador inteligente (também conhecido pelo termo em língua inglesa smart pointer) é um tipo de dado abstrato que simula um apontador. Ele fornece mais funcionalidades que ponteiros, como coletor de lixo ou verificação de limites do tipo de dado, para adicionar segurança e reduzir erros de programação, ainda que maximizando a eficiência. Implementações de ponteiros inteligentes geralmente possuem referência aos objetos que apontam por questões de gerenciamento de memória. Do ponto de vista de padrões de projeto de software, um ponteiro inteligente é um proxy para uma interface de ponteiro.

Contagem de referências

O uso de ponteiros pode ser fonte de erros de programação, como o vazamento de memória. Ponteiros inteligentes podem ser usados para prevenir esse problema ao tornar a desalocação do recurso um procedimento automático. Quando o ponteiro de um objeto é destruído, ou ainda o último ponteiro de uma série apontando para o mesmo objeto, o objeto apontado é também destruído. Seu funcionamento interno pode variar, com técnicas que variam desde contagem de referências ao objeto ou a atribuição da propriedade de um objeto a um único ponteiro.

Uso prático

Em C++, um ponteiro inteligente pode ser implementado como uma classe que simula o comportamento de ponteiros tradicionais, através do uso de sobrecarga de operadores, mas cujo funcionamento interno (encapsulado) é mais sofisticado. A própria biblioteca padrão declara no cabeçalho <memory> os ponteiros inteligentes std::unique_ptr e std::shared_ptr.

Também pode ser usado pelo Object Pascal(FPC ou Delphi) usando TSmartPointer.

Exemplo

Em C++, seja SmartPointer<X> uma classe de ponteiro inteligente especializada para a classe X:

void teste_de_ponteiro_inteligente() 
{
   // Cria-se dois objetos e mantém-se ponteiros tradicionais para referenciá-los
   Object* obj_1 = new Object();		
   Object* obj_2 = new Object();	

   // Declara-se dois ponteiros inteligentes e associa-se aos objetos alocados anteriormente
   // A contagem interna de referências para obj_1 e obj_2 será 1
   SmartPointer<Object> p = obj_1;			
   SmartPointer<Object> q = obj_2;

   // Atribui-se p a q, o que torna a contagem interna de referência a obj_1 igual a 2
   // obj_2 será destruído já que a contagem de referências chega a 0
   q = p;

   // Atribui-se nulo a q. A contagem de obj_1 retorna a 1
   q = NULL;

   // Cria-se novo objeto e atribui-se diretamente a p
   // obj_1 é destruído
   p = new Object();

   // Cria-se outro objeto e atribui-se a um ponteiro tradicional
   // Na perda de escopo do ponteiro, obj_3 será perdido e haverá vazamento de memória
   Object* obj_3 = new Object();		
}

Object Pascal:(o mesmo exemplo acima)

procedure teste_de_ponteiro_inteligente;
var
    obj_1 : Object;
    obj_2 : Object;
    obj_3 : TSmartPointer<Object>
    p:  TSmartPointer<Object>
    q:  TSmartPointer<Object>
begin
    // Cria-se dois objetos e mantém-se ponteiros tradicionais para referenciá-los
     obj_1 := Object.Create;
     obj_2 := Object.Create;

   // Declara-se dois ponteiros inteligentes e associa-se aos objetos alocados anteriormente
   // A contagem interna de referências para obj_1 e obj_2 será 1
   //SmartPointer<Object> p = obj_1;
   p.Create(Object.Create); //implícito
   //SmartPointer<Object> q = obj_2;
   q := TSmartPointer<Object>.Create(obj_2); //explícito

   // Atribui-se p a q, o que torna a contagem interna de referência a obj_1 igual a 2
   // obj_2 será destruído já que a contagem de referências chega a 0
   p := q;

   // Atribui-se nulo a q. A contagem de obj_1 retorna a 1
   q := nil;

   // Cria-se novo objeto e atribui-se diretamente a p
   // obj_1 é destruído
   p := TSmartPointer<Object>.Create(Object.Create);

   // Cria-se outro objeto e atribui-se a um ponteiro tradicional
   // Na perda de escopo do ponteiro, obj_3 será perdido e haverá vazamento de memória
   obj_3 := Object.Create;
end;

Ver também

• Ponteiro
• Coletor de lixo (informática)