c++++中的智能指针主要有三种：unique_ptr、shared_ptr和weak_ptr，它们用于自动管理内存，避免手动new/delete带来的问题。1. unique_ptr独占资源所有权，不支持复制但支持移动，适用于单一所有者场景；2. shared_ptr允许多个指针共享资源，通过引用计数自动释放内存，适用于多所有者场景，但需注意循环引用；3. weak_ptr为shared_ptr的弱引用，不增加引用计数，用于打破循环引用或观察资源状态。选择智能指针应根据所有权模型：独占用unique_ptr，共享用shared_ptr，非拥有访问用weak_ptr。使用智能指针可提高安全性，虽有轻微性能开销但现代编译器已优化，推荐优先使用。
智能指针，说白了，就是为了更好地管理c++中的内存，避免手动new和delete带来的麻烦。它们本质上是RaiI（Resource Acquisition Is Initialization）原则的体现，确保资源在对象生命周期结束时自动释放。C++标准库提供了几种智能指针，各有用途，选对了能省不少心。
解决方案
C++中的智能指针主要有三种：unique_ptr、shared_ptr和weak_ptr。它们都在
立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；
-
unique_ptr：独占所有权
unique_ptr代表独占所有权的指针。这意味着一个资源只能被一个unique_ptr拥有。当unique_ptr被销毁时，它所指向的资源也会被自动释放。
-
特点：
- 轻量级，几乎没有额外的开销。
- 不支持复制，但支持移动（move）。
- 适用于明确知道资源只能被一个对象拥有的场景。
-
使用示例：
#include <iostream> #include <memory> int main() { std::unique_ptr<int> ptr(new int(10)); // 创建一个unique_ptr std::cout << *ptr << std::endl; // 访问ptr指向的值 // std::unique_ptr<int> ptr2 = ptr; // 错误：unique_ptr不能复制 std::unique_ptr<int> ptr2 = std::move(ptr); // 正确：使用move转移所有权 if (ptr) { std::cout << *ptr << std::endl; // 不会执行，因为ptr已经为空 } std::cout << *ptr2 << std::endl; // 访问ptr2指向的值 return 0; // ptr2销毁时，会自动释放new int(10)分配的内存 }
- 注意事项：
- unique_ptr通常用于工厂模式，确保创建的对象最终会被销毁。
- 可以使用std::make_unique（C++14及以上）来创建unique_ptr，避免手动new带来的异常安全问题。
auto ptr = std::make_unique<int>(20); // 更安全，推荐使用
-
-
shared_ptr：共享所有权
shared_ptr允许多个指针共享同一个资源的所有权。它使用引用计数来跟踪有多少个shared_ptr指向同一个资源。当最后一个shared_ptr被销毁时，资源才会被释放。
-
特点：
- 可以复制和赋值。
- 适用于多个对象需要共享资源所有权的场景。
- 存在循环引用的风险，可能导致内存泄漏。
-
使用示例：
#include <iostream> #include <memory> int main() { std::shared_ptr<int> ptr1 = std::make_shared<int>(30); // 创建一个shared_ptr std::shared_ptr<int> ptr2 = ptr1; // ptr2和ptr1共享同一个资源 std::cout << "ptr1 count: " << ptr1.use_count() << std::endl; // 输出：2 std::cout << "ptr2 count: " << ptr2.use_count() << std::endl; // 输出：2 ptr1.reset(); // ptr1不再指向该资源 std::cout << "ptr1 count: " << ptr1.use_count() << std::endl; // 输出：0 std::cout << "ptr2 count: " << ptr2.use_count() << std::endl; // 输出：1 return 0; // ptr2销毁时，引用计数变为0，释放资源 }- 注意事项：
- 尽量使用std::make_shared创建shared_ptr，可以提高效率并避免一些异常安全问题。
- 避免循环引用，可以使用weak_ptr打破循环。
-
-
weak_ptr：弱引用
weak_ptr是对shared_ptr所管理对象的弱引用。它不增加引用计数，因此不能单独拥有资源的所有权。weak_ptr主要用于解决shared_ptr的循环引用问题。
-
特点：
- 不增加引用计数。
- 不能直接访问资源，需要先调用lock()方法获取一个shared_ptr。
- 如果资源已经被释放，lock()方法会返回一个空的shared_ptr。
-
使用示例：
#include <iostream> #include <memory> class B; // 前向声明 class A { public: std::shared_ptr<B> b_ptr; ~A() { std::cout << "A destroyed" << std::endl; } }; class B { public: std::weak_ptr<A> a_ptr; // 使用weak_ptr打破循环引用 ~B() { std::cout << "B destroyed" << std::endl; } }; int main() { std::shared_ptr<A> a = std::make_shared<A>(); std::shared_ptr<B> b = std::make_shared<B>(); a->b_ptr = b; b->a_ptr = a; // 如果使用shared_ptr，A和B的析构函数不会被调用，造成内存泄漏 // 使用weak_ptr后，A和B的析构函数会被正常调用 return 0; }- 注意事项：
- weak_ptr通常用于观察者模式、缓存等场景。
- 在使用weak_ptr之前，需要检查其指向的资源是否仍然有效。
-
如何选择合适的智能指针？
选择哪种智能指针，关键在于所有权模型。如果资源只需要一个所有者，那么unique_ptr是最佳选择。如果资源需要被多个对象共享，那么shared_ptr是合适的。如果需要访问资源，但不想拥有所有权，或者需要打破循环引用，那么weak_ptr就派上用场了。
智能指针会影响性能吗？
智能指针确实会带来一些性能开销，主要是引用计数的维护（对于shared_ptr）和额外的内存占用。但是，与手动管理内存相比，智能指针可以大大降低内存泄漏和悬挂指针的风险，从长远来看，是值得的。此外，现代编译器对智能指针进行了优化，使得性能影响已经很小。在大多数情况下，使用智能指针是推荐的做法。
如何避免智能指针导致的循环引用？
循环引用是shared_ptr的一个常见问题。当两个或多个对象相互持有对方的shared_ptr时，它们的引用计数永远不会降到0，导致内存泄漏。解决循环引用的方法之一是使用weak_ptr。让其中一个对象持有对方的weak_ptr，这样就不会增加引用计数，从而打破循环。
智能指针和原始指针有什么区别？
原始指针就是普通的C++指针，例如int*、char*等。它们需要手动分配和释放内存，容易出错。智能指针则是一种封装了原始指针的对象，它可以自动管理内存，避免内存泄漏。智能指针通过RAII机制，在对象生命周期结束时自动释放资源。使用智能指针可以提高代码的可靠性和安全性。
