现代C++智能指针有哪些类型 shared_ptr unique_ptr weak_ptr对比

c++++的智能指针有shared_ptr、unique_ptr和weak_ptr三种，各有特点。1.shared_ptr共享所有权，可复制，适用于多个对象共享资源，使用make_shared创建更高效，但需避免循环引用；2.unique_ptr独占所有权，不可复制只能移动，效率高，适合单一所有者场景；3.weak_ptr用于观察shared_ptr管理的对象，打破循环引用，需调用lock()获取shared_ptr。选择顺序为优先unique_ptr，需要共享时选shared_ptr，辅助场景用weak_ptr。

C++的智能指针是现代C++中管理动态内存的重要工具，主要目的是避免内存泄漏和资源管理问题。目前常用的有三种：shared_ptr、unique_ptr和weak_ptr。它们各有特点，适用于不同的场景。

shared_ptr：共享所有权的智能指针

shared_ptr 是引用计数型智能指针，多个 shared_ptr 可以指向同一个对象，当最后一个指向该对象的指针被销毁时，对象才会被释放。

适用场景：

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• 多个对象需要共享一个资源的所有权
• 你不确定谁最后使用，也不希望提前释放资源

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• 尽量避免循环引用（A持有B的shared_ptr，B也持有A的），这会导致内存泄漏
• 使用 make_shared 创建对象，效率更高，也更安全

举个例子：

auto ptr1 = std::make_shared(10);
auto ptr2 = ptr1; // 引用计数增加到2

注意点：

• 引用计数本身也有开销，特别是在多线程环境下
• 配合 weak_ptr 使用可以打破循环引用

unique_ptr：独占所有权的智能指针

unique_ptr 表示对资源的唯一拥有权，不能复制，只能移动（move）。它是最轻量级、最高效的智能指针之一。

适用场景：

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• 资源只属于一个所有者
• 不允许复制，但可以在函数之间传递所有权

建议：

• 在不需要共享的时候优先使用 unique_ptr
• 返回或传递 unique_ptr 时使用 std::move

比如：

std::unique_ptr ptr1(new int(20));
// std::unique_ptr ptr2 = ptr1; // 编译错误！不能复制
std::unique_ptr ptr2 = std::move(ptr1); // OK，转移所有权

优势：

• 没有运行时开销
• 更清晰地表达资源归属关系

weak_ptr：观察 shared_ptr 的助手

weak_ptr 并不拥有资源，它只是“观察”某个由 shared_ptr 管理的对象。它可以用来解决 shared_ptr 的循环引用问题。

适用场景：

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• 需要临时访问一个可能还存在的对象
• 避免因引用导致对象无法释放

建议：

• 使用前必须调用 lock() 获取一个 shared_ptr
• 注意处理对象已经被释放的情况

例如：

std::shared_ptr sptr = std::make_shared(30);
std::weak_ptr wptr = sptr;

if (auto spt = wptr.lock()) {
    // 成功拿到 shared_ptr
} else {
    // 对象已被释放
}

常见用途：

• 缓存机制
• 观察者模式中的订阅者
• 图结构中节点之间的弱连接

总结对比一下：

总的来说，unique_ptr 是首选，因为它效率高、语义明确；当确实需要共享时才使用 shared_ptr；而 weak_ptr 则用于协助打破循环引用或实现观察机制。

基本上就这些，选对指针类型能让代码更安全、更高效。