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c++中智能指针是什么_C++智能指针原理与使用指南

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发布： 2025-09-24 16:52:02

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智能指针通过自动管理动态内存防止泄漏和悬空指针。std::unique_ptr独占所有权，不可复制只能移动，超出作用域自动释放；std::shared_ptr共享所有权，采用引用计数，最后一个指针销毁时释放资源，推荐使用make_shared创建；std::weak_ptr弱引用不增引用计数，用于打破循环引用，需调用lock()获取临时shared_ptr。避免裸new/delete，禁止单一原始指针初始化多个智能指针，注意循环引用与weak_ptr开销。

c++中智能指针是什么_c++智能指针原理与使用指南

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。它们通过封装原始指针，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++标准库提供了几种常用的智能指针：std::unique_ptr、std::shared_ptr 和 std::weak_ptr。

std::unique_ptr：独占式所有权

特点： 一个 unique_ptr 独占其所指向的对象，不能被复制，只能转移所有权。

适用于不需要共享资源的场景，比如函数内部创建对象并确保其在作用域结束时被销毁。

使用示例：

用 std::make_unique 创建（C++14起支持）
超出作用域时自动调用 delete
可通过 std::move 转移所有权，原指针变为 nullptr

代码示例：

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#include <memory>
std::unique_ptr<int> ptr = std::make_unique<int>(10);
// *ptr == 10
{
    auto ptr2 = std::move(ptr); // 所有权转移
} // ptr2 销毁，内存释放
// ptr 已为空，不能再使用

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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，对象自动删除。

适合需要多个部分共同持有同一资源的场景。

关键机制：

引用计数：每次拷贝增加计数，析构减少计数
用 std::make_shared 更高效（推荐）
注意循环引用问题（可用 weak_ptr 解决）

代码示例：

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#include <memory>
auto sp1 = std::make_shared<int>(20);
std::shared_ptr<int> sp2 = sp1; // 引用计数变为2
// sp1 和 sp2 都指向同一块内存
// 当两者都离开作用域后，内存才被释放

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std::weak_ptr：弱引用，打破循环

用途： 配合 shared_ptr 使用，观察对象但不增加引用计数，防止循环引用导致内存无法释放。

常用于缓存、观察者模式等场景。

操作方式：

从 shared_ptr 构造
访问前需调用 lock() 获取临时 shared_ptr
lock() 返回空指针表示对象已销毁

示例：

std::shared_ptr<int> sp = std::make_shared<int>(30);
std::weak_ptr<int> wp = sp;

if (auto temp = wp.lock()) {
    // temp 是 shared_ptr，可安全使用 *temp
} else {
    // 对象已被释放
}

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