c++中智能指针是什么_c++智能指针原理与用法

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c++11 引入智能 指针 自动管理内存,防止泄漏和悬 空指针 。std::unique_ptr 独占资源,不可复制但可移动,适用于独占场景;std::shared_ptr 通过引用计数共享资源,支持多指针共享同一 对象 ,需注意 循环 引用;std::weak_ptr 不增加引用计数,用于解决循环引用或观察资源状态。三者均基于 R ai I 机制,在构造时获取资源,析构时释放,配合 make_unique 和 make_shared 使用更安全高效。

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智能指针是 C ++ 中用于自动管理动态内存的 工具 ,主要目的是防止内存泄漏和悬空指针。它通过对象 封装 原始指针,在对象生命周期结束时自动释放所指向的内存,从而实现资源的自动管理。C++11 引入了三种标准智能指针:std::unique_ptr、std::shared_ptr 和 std::weak_ptr。

std::unique_ptr:独占式所有权

特点:同一时间只能有一个 unique_ptr 指向某个资源,不允许复制,但支持移动语义。

– 适用于明确生命周期、不需要共享的对象。– 资源释放时机确定,性能高。– 使用 make_unique 创建更安全(C++14 起支持)。

示例:

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std::unique_ptr<int> ptr = std::make_unique<int>(10); // 自动释放,无需手动 delete

std::shared_ptr:共享式所有权

特点:多个 shared_ptr 可以共享同一个对象,内部使用引用计数管理资源。当最后一个 shared_ptr 被销毁时,资源自动释放。

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– 适合需要多处访问同一资源的场景。– 使用 make_shared 创建效率更高(避免多次内存分配)。– 注意循环引用问题(可用 weak_ptr 解决)。

示例:

std::shared_ptr<int> ptr1 = std::make_shared<int>(20); std::shared_ptr<int> ptr2 = ptr1; // 引用计数 +1 // 当 ptr1 和 ptr2 都离开  作用域  后,资源被释放

std::weak_ptr:弱引用指针

作用:配合 shared_ptr 使用,不增加引用计数,用于解决循环引用或观察资源是否存在。

– 不控制资源生命周期,仅“观察”对象。– 必须通过 lock() 获取临时 shared_ptr 才能访问资源。– lock() 返回空指针表示原对象已被释放。

典型用途:

std::weak_ptr<int> wp; {auto sp = std::make_shared<int>(30);     wp = sp; } auto check = wp.lock(); // 返回 shared_ptr,此时为空 if (!check) {// 原对象已释放}

智能指针的核心原理

智能指针本质是 类模板 ,利用RAII(Resource Acquisition Is Initialization) 机制:在 构造函数 中获取资源,在 析构函数 中自动释放。

– 析构函数调用 delete 或 delete[],确保资源释放。– 重载 * 和 -> 操作符,使用方式接近原始指针。– shared_ptr 的引用计数通常存放在控制块中,与对象一起分配。

基本上就这些。合理使用智能指针能大幅提升代码安全性,减少手动管理内存的错误。关键是根据场景选择合适的类型:独占用 unique_ptr,共享用 shared_ptr,防循环用 weak_ptr。

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