在现代C++中,智能指针是用来管理动态分配的内存,自动进行资源回收,以减少内存泄漏和提升代码安全性。主要有三种类型的智能指针:std::unique_ptr
、std::shared_ptr
和std::weak_ptr
。以下是这些智能指针的详细介绍:
1. std::unique_ptr
std::unique_ptr
是一种独占所有权的智能指针,保证同一时间内只有一个unique_ptr
指向特定资源。当unique_ptr
超出作用域时,它所管理的资源将被自动释放。
#include <memory>void uniquePtrExample() {std::unique_ptr<int> ptr(new int(10)); // 创建unique_ptr// std::unique_ptr<int> ptr2 = ptr; // 错误:不能复制unique_ptrstd::unique_ptr<int> ptr2 = std::move(ptr); // 正确:转移所有权
}
2. std::shared_ptr
std::shared_ptr
是一种共享所有权的智能指针。多个shared_ptr
可以指向同一个资源。每个shared_ptr
都有一个关联的引用计数,当新的shared_ptr
指向资源时,计数增加;当shared_ptr
被销毁或重新指向时,计数减少。当引用计数变为零时,资源被释放。
#include <memory>void sharedPtrExample() {std::shared_ptr<int> ptr1(new int(20));std::shared_ptr<int> ptr2 = ptr1; // 正确:两个shared_ptr共享同一个资源std::cout << *ptr1 << " " << *ptr2 << std::endl; // 输出20 20std::cout << ptr1.use_count() << std::endl; // 输出2,表示有两个shared_ptr指向资源
}
3. std::weak_ptr
std::weak_ptr
是一种不拥有资源所有权的智能指针,它设计用来解决shared_ptr
相互引用时的循环引用问题。weak_ptr
指向shared_ptr
管理的资源,但不会增加或减少引用计数。通过weak_ptr
,你可以访问资源,但首先需要将其转换为shared_ptr
。
#include <memory>void weakPtrExample() {std::shared_ptr<int> sharedPtr = std::make_shared<int>(30);std::weak_ptr<int> weakPtr(sharedPtr);std::cout << *sharedPtr << std::endl; // 输出30if (std::shared_ptr<int> tempSharedPtr = weakPtr.lock()) { // 将weak_ptr转换为shared_ptrstd::cout << *tempSharedPtr << std::endl; // 输出30} else {std::cout << "资源已被释放" << std::endl;}
}
4. 智能指针与自定义删除器
智能指针允许你指定自定义删除器,这在管理非内存资源时非常有用。
#include <memory>
#include <iostream>void customDeleterExample() {auto deleter = [](int* ptr) {std::cout << "自定义删除器释放内存" << std::endl;delete ptr;};std::unique_ptr<int, decltype(deleter)> ptr(new int, deleter);
}