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C++智能指针有哪些 unique_ptr使用指南

P粉602998670

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发布时间:2025-08-25 09:15:01

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来源于php中文网

原创

unique_ptr是C++中独占式智能指针,通过自动管理内存防止泄漏,支持make_unique创建、move语义转移所有权、reset释放资源,适用于无需共享的场景。

c++智能指针有哪些 unique_ptr使用指南

智能指针是C++中用于自动管理动态内存的重要工具,能有效避免内存泄漏和资源管理错误。C++标准库提供了三种主要的智能指针:unique_ptr、shared_ptr 和 weak_ptr。每种都有其特定用途和行为。

三种智能指针简介

unique_ptr:独占式智能指针,同一时间只能有一个unique_ptr拥有某个对象。当unique_ptr被销毁时,其所管理的对象也会自动被删除。适用于不需要共享所有权的场景。

shared_ptr:共享式智能指针,多个shared_ptr可以共同拥有同一个对象。内部使用引用计数机制,当最后一个shared_ptr被销毁时,对象才被释放。适合需要共享所有权的情况。

weak_ptr:弱引用指针,通常配合shared_ptr使用,不增加引用计数,用于解决循环引用问题。它本身不能直接访问对象,必须通过lock()转换为shared_ptr。

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unique_ptr 使用指南

unique_ptr 是最轻量、高效的智能指针,推荐在大多数需要动态分配对象且不共享的场合优先使用。

1. 创建 unique_ptr

使用 std::make_unique(C++14起)是最推荐的方式:

  • std::unique_ptr ptr1 = std::make_unique(42);
  • std::unique_ptr<:string> ptr2 = std::make_unique<:string>("hello");

也可以用构造函数(但不推荐直接new):

  • std::unique_ptr ptr(new int(10)); // 合法但不如make_unique安全

2. 独占所有权

unique_ptr不允许普通拷贝,只能通过移动语义转移所有权:

  • std::unique_ptr ptr1 = std::make_unique(100);
  • std::unique_ptr ptr2 = std::move(ptr1); // ptr1 变为 nullptr
  • // int value = *ptr1; // 错误!ptr1 已经不拥有对象

3. 访问和操作对象

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使用 * 和 -> 操作符访问所管理的对象:

  • std::unique_ptr<:string> name = std::make_unique<:string>("Alice");
  • std::cout
  • name->append(" Smith"); // 调用 string 的 append 方法

4. 释放或重置资源

调用 reset() 会释放当前管理的对象,可传入新对象或传 nullptr:

  • ptr.reset(); // 释放对象,ptr 变为 nullptr
  • ptr.reset(new int(200)); // 释放旧对象,管理新对象

释放时会自动调用 delete,如果是数组,会调用 delete[]。

5. unique_ptr 与数组

管理数组时,需指定数组类型,并会自动使用 delete[]:

  • std::unique_ptr arr = std::make_unique(10);
  • arr[0] = 1; arr[1] = 2; // 正确访问

注意:make_unique 支持数组(C++14起),但不支持带初始化列表的数组。

6. 作为函数参数和返回值

推荐通过值传递 unique_ptr 实现所有权转移:

  • std::unique_ptr createValue() { return std::make_unique(42); }
  • void useValue(std::unique_ptr ptr) { /* ptr 在函数结束时释放 */ }

如果只是读取,应传递引用:

  • void inspect(const std::unique_ptr& ptr) { if (ptr) std::cout

基本上就这些。unique_ptr 设计简洁高效,是现代C++资源管理的首选。只要记住它“独占”和“自动释放”的特性,合理使用 make_unique 和 move,就能写出安全又高效的代码。

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