答案:C++智能指针通过RAII管理内存,unique_ptr独占资源、不可复制但可移动,高效安全;shared_ptr共享资源,引用计数控制生命周期,适合多所有者场景。

C++智能指针是用于自动管理动态分配内存的类模板,它们通过RAII(资源获取即初始化)机制确保资源在对象生命周期结束时被正确释放,避免内存泄漏。C++标准库提供了三种主要的智能指针:unique_ptr、shared_ptr 和 weak_ptr。本文重点解析 unique_ptr 与 shared_ptr 的核心用法。
unique_ptr:独占式资源管理
unique_ptr 表示对所指向对象的唯一所有权。同一时间只能有一个 unique_ptr 指向特定资源,当 unique_ptr 被销毁或重置时,其所管理的对象会自动被删除。
特点:
- 不支持拷贝构造和拷贝赋值,防止资源所有权被复制。
- 支持移动语义,可通过 std::move 转让所有权。
- 轻量高效,几乎没有运行时开销。
基本用法示例:
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#include#include std::unique_ptr ptr1 = std::make_unique (42); // std::unique_ptr ptr2 = ptr1; // 错误:不可拷贝 std::unique_ptr ptr2 = std::move(ptr1); // 正确:移动所有权 if (ptr1 == nullptr) { std::cout << "ptr1 is null\n"; // 输出此行 } if (ptr2) { std::cout << *ptr2 << "\n"; // 输出 42 }
建议使用 std::make_unique 创建对象,它更安全且能避免异常安全问题。
shared_ptr:共享式资源管理
shared_ptr 实现共享所有权,多个 shared_ptr 可以指向同一个对象。它内部使用引用计数来跟踪有多少个 shared_ptr 共享该资源,当最后一个 shared_ptr 被销毁时,对象才会被自动删除。
特点:
- 支持拷贝和赋值,每次拷贝引用计数加1。
- 析构时引用计数减1,为0时释放资源。
- 有轻微运行时开销(控制块和原子操作)。
基本用法示例:
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#include#include auto sp1 = std::make_shared (100); std::shared_ptr sp2 = sp1; // 引用计数变为2 std::cout << "ref count: " << sp1.use_count() << "\n"; // 输出 2 sp1.reset(); // sp1 置空,引用计数减1 std::cout << "ref count after reset: " << sp2.use_count() << "\n"; // 输出 1
推荐使用 std::make_shared 创建 shared_ptr,它能提高性能并保证异常安全。
选择合适的智能指针
多数情况下优先使用 unique_ptr,因为它语义清晰、效率高。只有在确实需要共享所有权时才使用 shared_ptr。
常见场景:
- 函数返回动态创建的对象 → 使用 unique_ptr。
- 多个模块需访问同一对象 → 使用 shared_ptr。
- 避免循环引用 → 可配合 weak_ptr 使用(不在本文展开)。
基本上就这些。掌握 unique_ptr 和 shared_ptr 的核心差异和使用方式,能显著提升 C++ 程序的安全性和可维护性。










