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c++ 智能指针

news 2025/9/15 13:07:38

1. 起源

c++ 把内存的控制权对开发人员开放，让程序显式的控制内存，这样能够快速的定位到占用的内存，完成释放的工作。但是这样也会引发一些问题，也就是普通指针的隐患：

1.1 野指针

出现野指针的有几个地方 :

指针声明而未初始化，此时指针的将会随机指向
内存已经被释放、但是指针仍然指向它。这时内存有可能被系统重新分配给程序使用，从而会导致无法估计的错误

	// 野指针int * p ;cout << "p : " << p <<   endl;int * p2 = new int(20);delete p2;cout << "p2 : " << p2 <<   endl;

1.2 重复释放

释放已经释放过的内存，或者释放已经被重新分配过的内存，就会导致重复释放错误.

//2. 重复释放int * p3 = new int(30);delete p3;delete p3;  //重复delete 会报错。cout << "p3 : " << p3 <<   endl;

1.3 内存泄漏

不再使用的内存，并没有释放，或者忘记释放，导致内存没有得到回收利用。忘记调用delete

//3. 忘记释放了int * p4 = new int(40);

2. 简介

C++智能指针是一种特殊类型的指针，其作用是管理动态分配的内存资源，以提供更安全和方便的内存管理。智能指针通过封装原始指针，并在适当的时候自动释放内存，从而避免内存泄漏和悬挂指针等问题。

c++11标准用 unique_ptr | shared_ptr | weak_ptr 等指针来自动回收堆中分配的内存。智能指针的用法和原始指针用法一样，只是它多了些释放回收的机制罢了。

2.1 原理

智能指针位于memory 头文件中，所以要想使用智能指针，还需要导入这个头文件 #include<memory>

int * p = new int(10);
unique_ptr<int> up(p);

智能指针其实是一个类 , 它里面能够包装原始指针。

template <typename _Tp, typename _Dp = default_delete<_Tp> >
class unique_ptr{}

完整代码：

#include <iostream>
#include<memory>using namespace std;class Abstract{
public:Abstract(){cout <<"Abstract构造" <<endl;}~Abstract(){cout <<"Abstract析构" <<endl;}
};void Construct_pointer(){Abstract * A = new Abstract;unique_ptr<Abstract> up0 (A);}int main() {cout <<"----------------------" <<endl;Construct_pointer();cout <<"----------------------" <<endl;return 0;
}

unique_ptr 的析构：

     ~unique_ptr() noexcept{auto& __ptr = std::get<0>(_M_t);if (__ptr != nullptr)get_deleter()(__ptr);__ptr = pointer();}

总结：

使用智能指针的类在栈内存创建的对象，来包装原始指针。
当智能指针的对象销毁了之后，顺便也会销毁原始指针。
智能指针并不是指针，只是包装了指针的类而已。

unique_ptr<Abstract> *up  = new unique_ptr<Abstract>(A);
delete up; //报错

使用智能指针的类在堆内存创建的对象，来包装原始指针，会报错。

3. 智能指针

智能指针把裸指针包装起来，在构造函数里初始化，在析构函数里释放。这样当对象失效销毁时，C++ 就会自动调用析构函数，完成内存释放、资源回收等清理工作。它实践了 RAII（Resource Acquisition Is Initialization），包装了裸指针，而且因为重载了 * 和 -> 操作符，用起来和原始指针一模一样。