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C++智能指针在容器存储中的应用

P粉602998670

发布： 2025-09-13 09:33:01

原创

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使用智能指针存入容器可自动管理动态对象生命周期，避免内存泄漏。①std::unique_ptr适用于独占场景，通过移动语义高效插入容器；②std::shared_ptr支持共享所有权，适合多容器或异步任务共享对象；③优先选用unique_ptr，性能更优，避免循环引用需用weak_ptr辅助。

c++智能指针在容器存储中的应用

在C++中使用智能指针与容器结合，可以有效管理动态分配对象的生命周期，避免内存泄漏。尤其是在存储多态类型或需要动态创建对象时，智能指针配合标准容器（如

std::vector

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、

std::list

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等）是一种推荐做法。

为什么用智能指针存入容器？

直接在容器中保存原始指针容易导致以下问题：

忘记释放内存，造成内存泄漏
多个容器或作用域共享指针时，难以判断何时删除
发生异常时，可能跳过清理代码

使用

std::unique_ptr

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或

std::shared_ptr

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能自动管理对象生命周期，确保资源正确释放。

std::unique_ptr 在容器中的使用

std::unique_ptr

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表示独占所有权，适合用于容器中每个元素独立拥有一个对象的场景。

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示例：

#include <vector>
#include <memory>
#include <iostream>

class Animal {
public:
    virtual ~Animal() = default;
    virtual void speak() const = 0;
};

class Dog : public Animal {
public:
    void speak() const override { std::cout << "Woof!\n"; }
};

class Cat : public Animal {
public:
    void speak() const override { std::cout << "Meow!\n"; }
};

int main() {
    std::vector<std::unique_ptr<Animal>> animals;

    animals.push_back(std::make_unique<Dog>());
    animals.push_back(std::make_unique<Cat>());

    for (const auto& animal : animals) {
        animal->speak();
    }

    return 0; // 所有对象自动析构
}

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注意：

std::unique_ptr

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不可拷贝，但可移动。因此容器操作（如

push_back

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）会触发移动语义，效率高且安全。

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std::shared_ptr 在容器中的使用

当多个部分需要共享同一对象时，

std::shared_ptr

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更合适。它通过引用计数管理生命周期。

适用场景包括：

对象被多个容器引用
需要将对象传递给回调或异步任务

示例：

std::vector<std::shared_ptr<Animal>> shared_animals;
auto dog = std::make_shared<Dog>();

shared_animals.push_back(dog);
// 其他地方也可以持有 dog

// 只有当所有 shared_ptr 离开作用域后，dog 才会被销毁

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