智能指针#

简介#

智能指针可以自动管理内存，避免因忘记调用 delete 而造成的内存泄漏。

前置代码#

本文示例基于以下头文件和 Entity 类：

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#include<iostream>
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#include<string>
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#include<memory> // 引入智能指针
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class Entity
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{
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public:
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    Entity()
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    {
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        std::cout << "Created Entity!" << std::endl;
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    }
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    ~Entity()
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    {
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        std::cout << "Destroyed Entity!" << std::endl;
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    }
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    void Print() {}
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};

unique_ptr#

下面是 unique_ptr 的基本用法，花括号用于显式标记作用域：

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... // 省略前面的代码
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int main()
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{
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    {// 显式作用域开始
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        std::unique_ptr<Entity> entity = std::make_unique<Entity>();
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        entity->Print();
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    }// entity 在此离开作用域，自动释放内存
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    //main 结束
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    std::cin.get();
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}

unique_ptr 不能被拷贝，这也是其名称的含义。以下用法是非法的：

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class Example
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{
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    ...//omit
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};
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...//omit
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    std::unique_ptr<Example> uniq_ptr = std::make_unique<Example>();
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    void* ptr
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    ptr = uniq_ptr // 非法，unique_ptr 不可拷贝

尝试拷贝时编译器会报错。如需转移所有权，可使用移动语义（std::move）。

shared_ptr#

shared_ptr 通过引用计数实现共享所有权：

每当一个新的 shared_ptr 共享同一对象，引用计数加一；
每当一个 shared_ptr 销毁，引用计数减一；
引用计数归零时，内存才会被释放。

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int main()
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{
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    std::shared_ptr<Entity> entity;
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    // entity 已声明，但尚未初始化
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    {
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        std::shared_ptr<Entity> shared_entity = std::make_shared<Entity>();
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        entity = shared_entity; // entity 开始共同持有该对象
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        entity->Print();
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    }
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    // shared_entity 在此离开作用域，但内存尚未释放，entity 仍持有
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    // because ptr "entity" hold it's memory
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}

weak_ptr#

weak_ptr 可以看作一种特殊的 shared_ptr——它可以引用一个 shared_ptr 管理的对象，但不影响引用计数。

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int main()
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{
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    std::weak_ptr<Entity> entity;
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    // entity 已声明，但尚未初始化
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    {
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        std::shared_ptr<Entity> shared_entity = std::make_shared<Entity>();
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        entity = shared_entity;
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        shared_entity->Print();
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    }
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    // shared_entity 离开作用域，引用计数归零，内存释放
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    // 可通过 weak_ptr 检查其指向的内存是否已被释放
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}