怎样使用C++的智能指针 unique_ptr和shared_ptr应用场景

c++++中智能指针unique_ptr适用于独占所有权场景，如类内部资源封装、函数返回值传递、容器存储等，不能复制只能移动；shared_ptr适用于共享所有权场景，如多模块共用资源、回调数据传递、缓存管理等，通过引用计数自动释放资源；weak_ptr用于配合shared_ptr解决循环引用问题，避免内存泄漏。

在C++开发中，智能指针是管理动态内存的重要工具。unique_ptr 和 shared_ptr 是两种常用的智能指针类型，它们各自适用于不同的场景，理解它们的使用方式和适用范围，可以有效避免内存泄漏和资源管理混乱。

unique_ptr：独占所有权的场景

unique_ptr 表示对所指向对象的唯一所有权。也就是说，同一时间只能有一个 unique_ptr 指向某个对象，不能复制，只能移动（move）。这使得它非常适合用于那些不需要共享、生命周期明确的对象管理。

常见应用场景包括：

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• 类内部的资源封装，比如文件句柄、网络连接等；
• 作为函数返回值传递临时对象的所有权；
• 在容器中存储具有唯一所有权的对象（如 std::vector<std::unique_ptr<T>>）；

std::unique_ptr<int> ptr(new int(10));
// 无法复制，但可以转移所有权
std::unique_ptr<int> ptr2 = std::move(ptr);

注意：不要试图拷贝 unique_ptr，否则会编译失败。

shared_ptr：共享所有权的场景

shared_ptr 实现的是引用计数机制，多个 shared_ptr 可以指向同一个对象，当最后一个指向它的指针被销毁时，对象才会被释放。因此，它适用于需要多个指针共享资源的情况。

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典型的应用场景有：

• 多个对象或模块共同使用的资源；
• 回调机制中的数据传递；
• 缓存系统中缓存项的管理；
• 构建复杂对象图结构，其中节点之间相互引用；

std::shared_ptr<int> sptr = std::make_shared<int>(20);
{
    std::shared_ptr<int> sptr2 = sptr; // 引用计数加1
} // sptr2 离开作用域，引用计数减1
// 当引用计数为0时，int对象被释放

建议尽量使用 std::make_shared 来创建 shared_ptr，这样效率更高，也更安全。

weak_ptr：配合 shared_ptr 解决循环引用问题

虽然标题没提 weak_ptr，但在实际使用 shared_ptr 时，循环引用是一个容易忽视的问题。例如两个对象互相持有对方的 shared_ptr，导致引用计数始终不为0，造成内存泄漏。

这时可以用 weak_ptr 来打破循环：

• weak_ptr 不增加引用计数；
• 使用前需要通过 lock() 转换为 shared_ptr；
• 如果原始对象已被释放，lock() 返回空指针；

std::shared_ptr<Node> node1 = std::make_shared<Node>();
std::shared_ptr<Node> node2 = std::make_shared<Node>();

node1->other = node2; // other 是 weak_ptr
node2->other = node1;

这种模式在构建双向链表、观察者模式等结构中非常有用。

基本上就这些。掌握好 unique_ptr 和 shared_ptr 的使用场景，能让你写出更安全、更清晰的 C++ 代码。

以上就是怎样使用C++的智能指针 unique_ptr和shared_ptr应用场景的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！