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C++如何在模板类中使用智能指针

P粉602998670

发布： 2025-09-13 09:24:01

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在C++模板类中使用智能指针可有效管理内存，避免泄漏。1. 可用std::unique_ptr<T>作为成员管理独占对象，通过set创建，get访问；2. 需共享时用std::shared_ptr<T>，支持引用计数与写时复制；3. 模板方法可接受shared_ptr参数，提升接口灵活性；4. 推荐make_unique/make_shared创建指针，避免裸new，并可将指针类型设为模板参数以增强通用性。

c++如何在模板类中使用智能指针

在C++模板类中使用智能指针是常见且推荐的做法，可以有效管理动态分配的对象，避免内存泄漏。由于模板的泛型特性，结合智能指针（如

std::shared_ptr

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、

std::unique_ptr

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）可以让代码更安全、灵活。

1. 在模板类中声明智能指针成员

你可以在模板类中使用智能指针作为成员变量，指向模板参数类型或其他类型。

#include <memory>

template <typename T>
class Container {
private:
    std::unique_ptr<T> data_;
public:
    Container() = default;

    void set(T value) {
        data_ = std::make_unique<T>(value);
    }

    T get() const {
        return data_ ? *data_ : T{};
    }
};

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这里

std::unique_ptr<T>

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管理一个类型为

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的对象。构造时为空，调用

set

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时创建新对象。

2. 使用 shared_ptr 实现共享所有权

如果多个实例需要共享同一个对象，应使用

std::shared_ptr

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。

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template <typename T>
class SharedContainer {
private:
    std::shared_ptr<T> ptr_;
public:
    SharedContainer(T value) 
        : ptr_(std::make_shared<T>(value)) {}

    void modify(T new_value) {
        if (ptr_.use_count() > 1) {
            ptr_ = std::make_shared<T>(new_value); // 写时复制语义
        } else {
            *ptr_ = new_value;
        }
    }

    T get() const { return *ptr_; }
};

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shared_ptr

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支持引用计数，适合需要共享资源的场景。注意写时复制（copy-on-write）技巧可提高效率。

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3. 模板函数参数传递智能指针

模板类中的方法也可以接受智能指针作为参数，增强接口灵活性。

template <typename T>
class Processor {
public:
    void process(std::shared_ptr<T> item) {
        if (item) {
            // 处理 item
            doWork(*item);
        }
    }

private:
    void doWork(const T& t) {
        // 具体处理逻辑
    }
};

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这样可以从外部传入智能指针，内部无需关心生命周期管理。

4. 注意事项与最佳实践

优先使用
```
std::make_unique
```
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和
```
std::make_shared
```
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创建智能指针，避免裸
```
new
```
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。
模板中不要假设智能指针的具体实现，保持对
```
operator*
```
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和
```
operator->
```
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的通用访问。
若模板需支持多种智能指针类型，可将指针类型也作为模板参数：

template <typename T, typename Ptr = std::unique_ptr<T>>
class FlexibleContainer {
    Ptr data_;
public:
    FlexibleContainer(Ptr p) : data_(std::move(p)) {}
    // ...
};

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这种设计允许用户自定义指针类型，比如替换为