时间：2024-04-10 浏览：36 分类：C/C++程序代做

C++智能指针使用详解：shared_ptr和unique_ptr

引言

C++98中引入了auto_ptr作为智能指针的初步尝试，然而由于其设计上的缺陷，C++11标准中废弃了auto_ptr并引入了两种新的智能指针：shared_ptr和unique_ptr。这两种智能指针可以有效解决内存泄漏和野指针等问题，是C++内存管理的重要工具。本文将深入探讨shared_ptr和unique_ptr的使用方法及其与原始指针的区别。

shared_ptr

基本用法

shared_ptr是一个引用计数型智能指针，允许多个shared_ptr共享同一块内存。每次复制shared_ptr时，内部的引用计数会增加，当任何一个shared_ptr被销毁时，引用计数会减少，当引用计数降到0时，所拥有的内存会被释放。

#include <memory> // 包含shared_ptr的头文件
int main() {
std::shared_ptr<int> sp(new int(10)); // 创建一个shared_ptr
std::shared_ptr<int> sp2 = sp; // 复制shared_ptr，引用计数+1
*sp2 = 20; // 通过shared_ptr操作内存
return 0;
}

自定义删除器

shared_ptr可以接受一个删除器，当引用计数为0时，会调用这个删除器来释放内存。这对于文件句柄、网络连接等资源的释放尤其有用。

std::shared_ptr<FILE> filePtr(fopen("data.txt", "r"), fclose);
// 当filePtr引用计数为0时，会自动调用fclose关闭文件

unique_ptr

基本用法

unique_ptr是C++11中引入的另一种智能指针，它独占所拥有的内存，不允许复制，但可以移动。这保证了任何时刻都只有一个unique_ptr指向给定内存，从而避免了内存泄漏。

#include <memory>
int main() {
std::unique_ptr<int> up(new int(10)); // 创建一个unique_ptr
// std::unique_ptr<int> up2 = up; // 错误，不允许复制
std::unique_ptr<int> up2 = std::move(up); // 允许移动
return 0;
}

自定义删除器

unique_ptr同样支持自定义删除器，使用方式与shared_ptr类似。

与原始指针的区别

管理内存的生命周期

原始指针不负责管理内存的生命周期，一旦出现异常或者忘记释放内存，就可能导致内存泄漏。而智能指针内部实现了引用计数或者独占机制，可以确保内存的自动释放。

安全性

智能指针提供了对悬垂指针（dangling pointer）和野指针（wild pointer）的安全处理。当智能指针指向的内存被释放后，智能指针会自动置为nullptr，防止悬垂指针的出现。

总结

智能指针shared_ptr和unique_ptr是C++内存管理的重要工具，可以有效避免内存泄漏和野指针等问题。它们提供了比原始指针更安全、更方便的内存管理方式。通过本文的介绍，我们了解到智能指针的基本用法、自定义删除器以及与原始指针的区别。在实际开发中，我们应该优先使用智能指针来管理动态分配的内存。