c++中如何使用unique_ptr_C++智能指针unique_ptr用法详解

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发布时间：2025-09-24 19:44:02

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std::unique_ptr是C++中用于独占式管理动态对象的智能指针，定义于头文件。1. 推荐使用std::make_unique创建，安全且高效；2. 独占所有权，禁止拷贝，只能通过std::move转移；3. 支持自定义删除器，适用于数组、文件等特殊资源；4. 可作为函数返回值或参数传递所有权，接收方用move获取；5. get()获取裸指针但不释放，release()则释放所有权需手动delete；6. 常用于RAII、工厂模式和异常安全场景，确保资源自动释放，避免内存泄漏。

c++中如何使用unique_ptr_c++智能指针unique_ptr用法详解

在C++中，std::unique_ptr 是一种智能指针，用于管理动态分配的对象，确保该对象在其作用域结束时自动被释放。它实现了独占式的所有权语义——即同一时间只有一个 unique_ptr 可以拥有某个对象，防止资源的重复释放或内存泄漏。

1. 基本用法与创建方式

unique_ptr 定义在头文件中，使用前需包含此头文件。

最简单的创建方式是使用 std::make_unique（C++14 起支持）：

#include 
#include 
int main() {
auto ptr = std::make_unique(42);
std::cout << *ptr << "\n";  // 输出: 42
return 0;
}

如果不能使用 C++14，也可以直接构造：

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std::unique_ptr ptr(new int(42));

但推荐使用 make_unique，因为它更安全、更高效，并能避免一些异常安全问题。

2. 独占所有权特性

unique_ptr 不允许拷贝构造和拷贝赋值，因为其所有权是独占的。

auto ptr1 = std::make_unique(10);
// auto ptr2 = ptr1;        // 错误：不能拷贝
// auto ptr3 = ptr1.get();  // 错误：裸指针不接管所有权
auto ptr4 = std::move(ptr1); // 正确：通过 move 转移所有权
// 此时 ptr1 为空，ptr4 拥有对象

调用 std::move 后，原指针变为 null，不能再访问其所指向的对象。

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3. 自定义删除器

默认情况下，unique_ptr 使用 delete 释放资源，但你可以指定自定义删除器来处理特殊场景，比如释放数组、调用特定函数等。

// 处理数组
auto array_ptr = std::make_unique(10); // C++14 起支持
for (int i = 0; i < 10; ++i) array_ptr[i] = i;
// 或者手动指定删除器（如关闭文件）
auto file_deleter = [](FILE* f) {
if (f) fclose(f);
};
std::unique_ptr fp(fopen("test.txt", "r"), file_deleter);
// 使用 lambda 作为删除器时需显式指定类型

4. 作为函数参数和返回值

unique_ptr 非常适合用于函数间传递资源，尤其是工厂模式中返回动态对象。

std::unique_ptr create_value() {
    return std::make_unique(100);
}
void use_value(std::unique_ptr data) {
std::cout << *data << "\n";
}
int main() {
auto p = create_value();           // 接收所有权
use_value(std::move(p));           // 传递所有权
// 此时 p 已为空
return 0;
}

若函数只需读取数据而不获取所有权，应传 const 引用：

void inspect(const std::unique_ptr& ptr) {
    if (ptr) std::cout << *ptr << "\n";
}

5. 与裸指针交互

可通过 get() 获取底层裸指针，但不会转移所有权：

auto ptr = std::make_unique(42);
int* raw = ptr.get();  // raw 指向同一地址
*raw = 100;
std::cout << *ptr;     // 输出: 100

也可用 release() 主动释放所有权并返回裸指针：

int* released_ptr = ptr.release(); // ptr 变为 nullptr，不释放内存
// 必须手动 delete released_ptr 否则会内存泄漏
delete released_ptr;

6. 常见应用场景

替代原始指针实现 RAII 资源管理
类中管理动态成员变量，避免手动析构
工厂函数返回动态对象
异常安全代码中防止资源泄漏

基本上就这些。合理使用 unique_ptr 能显著提升代码的安全性和可维护性，减少内存错误。只要记住：谁拥有，谁释放；转移用 move；别拷贝。不复杂但容易忽略细节。

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