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C++如何使用智能指针_C++ 智能指针使用方法

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发布时间:2025-10-04 23:03:02

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来源于php中文网

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C++中推荐使用智能指针管理动态内存,主要有三种:std::unique_ptr、std::shared_ptr和std::weak_ptr。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通过引用计数实现共享所有权,多个指针可共享同一对象,适合多所有者情况,但需注意循环引用问题;std::weak_ptr不增加引用计数,作为观察者用于打破循环引用或临时访问对象。建议优先使用std::make_unique和std::make_shared创建智能指针,避免手动new/delete,以提升代码安全性和可维护性。

c++如何使用智能指针_c++ 智能指针使用方法

在C++中,智能指针是管理动态内存的推荐方式,能有效避免内存泄漏和悬空指针问题。它通过自动管理对象生命周期,确保资源在不再需要时被正确释放。C++标准库提供了三种主要的智能指针:std::unique_ptr、std::shared_ptr 和 std::weak_ptr,每种适用于不同的场景。

std::unique_ptr:独占所有权

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。当 unique_ptr 被销毁时,其指向的对象也会自动被删除。

使用方法:

  • 创建 unique_ptr 可使用 std::make_unique(C++14起支持)或直接构造
  • 不能复制,但可以移动(move)
  • 适合用于资源的唯一拥有者场景
示例代码:
#include 
#include 

int main() {
    auto ptr = std::make_unique(42);
    std::cout << *ptr << std::endl; // 输出 42

    // 移动所有权
    std::unique_ptr ptr2 = std::move(ptr);
    // 此时 ptr 为空,ptr2 拥有对象
}

std::shared_ptr:共享所有权

std::shared_ptr 实现共享所有权,多个 shared_ptr 可以指向同一个对象,内部使用引用计数来追踪有多少个指针共享该资源。当最后一个 shared_ptr 被销毁时,对象自动释放。

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使用建议:

  • 使用 std::make_shared 创建更高效(避免多次内存分配)
  • 适用于需要多个所有者的场景
  • 注意循环引用问题(可用 weak_ptr 解决)
示例代码:
#include 
#include 

int main() {
    auto sptr = std::make_shared(100);
    {
        auto sptr2 = sptr; // 引用计数 +1
        std::cout << "引用计数: " << sptr.use_count() << std::endl; // 输出 2
    } // sptr2 离开作用域,计数减1
    std::cout << "引用计数: " << sptr.use_count() << std::endl; // 输出 1
}

std::weak_ptr:非拥有型观察者

std::weak_ptr 不增加引用计数,仅观察由 shared_ptr 管理的对象。用于打破 shared_ptr 的循环引用,或临时访问某个可能已释放的对象。

关键点:

  • 必须通过 lock() 获取一个临时的 shared_ptr 来访问对象
  • lock() 返回一个 shared_ptr,若对象已被释放则返回空
  • 常用于缓存、观察者模式等场景
示例代码:
auto sptr = std::make_shared(50);
std::weak_ptr wptr = sptr;

{
    auto temp = wptr.lock();
    if (temp) {
        std::cout << *temp << std::endl; // 输出 50
    }
}
sptr.reset(); // 释放对象
auto temp = wptr.lock();
if (!temp) {
    std::cout << "对象已释放" << std::endl;
}

基本上就这些。合理选择智能指针类型,优先使用 make_unique 和 make_shared,避免手动 new/delete,能大幅提升代码的安全性和可维护性。

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