c++中如何使用智能指针_C++智能指针(smart pointer)使用指南

C++智能指针通过RAII机制自动管理内存，避免泄漏和重复释放。std::unique_ptr独占所有权，不可复制但可移动，适用于单一所有者场景；std::shared_ptr采用引用计数，允许多个指针共享对象，适合多部分共享数据；std::weak_ptr不增加引用计数，用于打破循环引用，需通过lock()安全访问对象。推荐使用make_unique和make_shared创建，避免裸指针操作。

在C++中，智能指针（smart pointer）是用于自动管理动态内存的工具，能有效避免内存泄漏、重复释放等问题。它们通过RAII（Resource Acquisition Is Initialization）机制，在对象生命周期结束时自动释放资源。C++标准库提供了几种常用的智能指针：std::unique_ptr、std::shared_ptr 和 std::weak_ptr。下面详细介绍它们的使用方法和适用场景。

std::unique_ptr — 独占所有权的智能指针

std::unique_ptr 表示对所指向对象的独占所有权。同一时间只能有一个 unique_ptr 指向某个对象，不能复制，但可以移动。

使用场景：当你需要动态分配对象且希望该对象由单一所有者管理时，使用 unique_ptr 是最佳选择。

• 创建：使用 std::make_unique（C++14起推荐）或直接构造
• 释放：离开作用域时自动释放内存
• 转移所有权：通过 std::move()

示例代码：

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#include <memory>
#include <iostream>

int main() {
    std::unique_ptr<int> ptr = std::make_unique<int>(42);
    std::cout << *ptr << "\n"; // 输出 42

    // 转移所有权
    std::unique_ptr<int> ptr2 = std::move(ptr);
    // 此时 ptr 为 nullptr

    return 0;
}

std::shared_ptr — 共享所有权的智能指针

std::shared_ptr 使用引用计数机制，多个 shared_ptr 可以共享同一个对象。当最后一个 shared_ptr 被销毁时，对象自动被删除。

使用场景：当多个部分需要共享同一个动态对象时，比如在多个类之间共享数据。

• 创建：推荐使用 std::make_shared 提高性能（减少内存分配次数）
• 拷贝：可以自由拷贝，引用计数自动增加
• 重置：调用 reset() 减少引用计数，可能触发删除

示例代码：

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#include <memory>
#include <iostream>

void func(std::shared_ptr<int> p) {
    std::cout << "引用计数: " << p.use_count() << "\n";
}

int main() {
    auto sp = std::make_shared<int>(100);
    std::cout << "初始引用计数: " << sp.use_count() << "\n";

    {
        auto sp2 = sp; // 引用计数+1
        std::cout << "sp2 创建后: " << sp.use_count() << "\n";
        func(sp2);
    } // sp2 离开作用域，引用计数-1

    std::cout << "sp2 销毁后: " << sp.use_count() << "\n";
    return 0;
}

std::weak_ptr — 避免循环引用的观察者指针

std::weak_ptr 不拥有对象，只是“观察”一个由 shared_ptr 管理的对象。它不会增加引用计数，常用于打破 shared_ptr 的循环引用。

使用场景：当存在两个对象互相持有 shared_ptr 导致无法释放时，应将其中一个改为 weak_ptr。

• 从 shared_ptr 构造 weak_ptr
• 调用 lock() 获取临时 shared_ptr 来安全访问对象
• 检查是否失效：expired()

示例代码：

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#include <memory>
#include <iostream>

int main() {
    auto sp = std::make_shared<int>(50);
    std::weak_ptr<int> wp = sp;

    if (auto locked = wp.lock()) {
        std::cout << "对象仍存在: " << *locked << "\n";
    }

    sp.reset(); // 释放对象

    if (wp.expired()) {
        std::cout << "对象已销毁\n";
    }

    return 0;
}

基本上就这些。合理使用这三种智能指针，可以大幅提升代码的安全性和可维护性。优先使用 make_unique 和 make_shared，避免裸指针 new/delete，就能写出更现代、更可靠的C++代码。

以上就是c++++中如何使用智能指针_C++智能指针(smart pointer)使用指南的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！