c++如何实现一个简单的智能指针_c++手写unique

c++如何实现一个简单的智能指针_c++手写unique_ptr理解RAII

穿越時空

发布： 2025-12-09 11:32:02

原创

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实现简化版unique_ptr需遵循RAII原则，通过构造获取资源、析构释放资源，禁止拷贝、支持移动语义，确保独占所有权，利用操作符重载提供指针行为，自动管理内存防止泄漏。

c++如何实现一个简单的智能指针_c++手写unique_ptr理解raii

实现一个简单的智能指针，尤其是模仿 unique_ptr，是理解 C++ 中 RAII（Resource Acquisition Is Initialization）机制的绝佳方式。RAII 的核心思想是：资源的生命周期由对象的生命周期自动管理——构造时获取资源，析构时释放资源。

下面通过手写一个简化版的 unique_ptr 来说明其原理和实现方式。

1. 简化版 unique_ptr 的基本结构

我们希望这个智能指针：

独占所管理的对象，不能被复制。
可以移动（move），转移所有权。
在析构时自动 delete 所指对象。
支持解引用和成员访问操作符。

template<typename T>
class UniquePtr {
private:
T* ptr_;  // 原始指针</p><p>public:
// 构造函数：接收裸指针
explicit UniquePtr(T* p = nullptr) : ptr_(p) {}</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>// 析构函数：释放资源，体现 RAII
~UniquePtr() {
    delete ptr_;
}

// 禁止拷贝构造和拷贝赋值
UniquePtr(const UniquePtr&) = delete;
UniquePtr& operator=(const UniquePtr&) = delete;

// 移动构造
UniquePtr(UniquePtr&& other) noexcept : ptr_(other.ptr_) {
    other.ptr_ = nullptr;  // 转移所有权
}

// 移动赋值
UniquePtr& operator=(UniquePtr&& other) noexcept {
    if (this != &other) {
        delete ptr_;       // 释放当前资源
        ptr_ = other.ptr_; // 接收所有权
        other.ptr_ = nullptr;
    }
    return *this;
}

// 解引用
T& operator*() const {
    return *ptr_;
}

// 成员访问
T* operator->() const {
    return ptr_;
}

// 获取原始指针（不转移）
T* get() const {
    return ptr_;
}

// 释放所有权，返回原始指针
T* release() {
    T* temp = ptr_;
    ptr_ = nullptr;
    return temp;
}

// 重置内部指针
void reset(T* p = nullptr) {
    delete ptr_;
    ptr_ = p;
}

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};

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2. 使用示例

测试我们实现的 UniquePtr：

</p>
                    <div class="aritcle_card">
                        <a class="aritcle_card_img" href="/ai/1051">
                            <img src="https://img.php.cn/upload/ai_manual/001/503/042/68b6cb08a59ca496.jpeg" alt="Voicepods">
                        </a>
                        <div class="aritcle_card_info">
                            <a href="/ai/1051">Voicepods</a>
                            <p>Voicepods是一个在线文本转语音平台，允许用户在30秒内将任何书面文本转换为音频文件。</p>
                            <div class="">
                                <img src="/static/images/card_xiazai.png" alt="Voicepods">
                                <span>142</span>
                            </div>
                        </div>
                        <a href="/ai/1051" class="aritcle_card_btn">
                            <span>查看详情</span>
                            <img src="/static/images/cardxiayige-3.png" alt="Voicepods">
                        </a>
                    </div>
                <h1>include <iostream></h1><p>struct MyClass {
int value;
MyClass(int v) : value(v) {
std::cout << "MyClass(" << value << ") constructed\n";
}
~MyClass() {
std::cout << "MyClass(" << value << ") destructed\n";
}
};</p><p>int main() {
{
UniquePtr<MyClass> ptr(new MyClass(42));
std::cout << "Value: " << ptr->value << "\n";</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>    // ptr2 = ptr; // 编译错误：禁止拷贝
    UniquePtr<MyClass> ptr2 = std::move(ptr); // 合法：移动
    // 此时 ptr 为空，ptr2 拥有对象
} // 自动调用析构，释放资源
return 0;

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}

输出会显示构造和析构过程，证明资源被正确管理。