现代C++智能指针有哪些类型 shared_ptr unique_ptr weak_ptr对比

c++++的智能指针有shared_ptr、unique_ptr和weak_ptr三种,各有特点。1.shared_ptr共享所有权,可复制,适用于多个对象共享资源,使用make_shared创建更高效,但需避免循环引用;2.unique_ptr独占所有权,不可复制只能移动,效率高,适合单一所有者场景;3.weak_ptr用于观察shared_ptr管理的对象,打破循环引用,需调用lock()获取shared_ptr。选择顺序为优先unique_ptr,需要共享时选shared_ptr,辅助场景用weak_ptr。

现代C++智能指针有哪些类型 shared_ptr unique_ptr weak_ptr对比

C++的智能指针是现代C++中管理动态内存的重要工具,主要目的是避免内存泄漏和资源管理问题。目前常用的有三种:shared_ptrunique_ptrweak_ptr。它们各有特点,适用于不同的场景。

现代C++智能指针有哪些类型 shared_ptr unique_ptr weak_ptr对比

shared_ptr:共享所有权的智能指针

shared_ptr 是引用计数型智能指针,多个 shared_ptr 可以指向同一个对象,当最后一个指向该对象的指针被销毁时,对象才会被释放。

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适用场景:

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多个对象需要共享一个资源的所有权你不确定谁最后使用,也不希望提前释放资源

建议:

现代C++智能指针有哪些类型 shared_ptr unique_ptr weak_ptr对比尽量避免循环引用(A持有B的shared_ptr,B也持有A的),这会导致内存泄漏使用 make_shared 创建对象,效率更高,也更安全

举个例子:

auto ptr1 = std::make_shared(10);auto ptr2 = ptr1; // 引用计数增加到2

注意点:

引用计数本身也有开销,特别是在多线程环境下配合 weak_ptr 使用可以打破循环引用

unique_ptr:独占所有权的智能指针

unique_ptr 表示对资源的唯一拥有权,不能复制,只能移动(move)。它是最轻量级、最高效的智能指针之一。

适用场景:

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资源只属于一个所有者不允许复制,但可以在函数之间传递所有权

建议:

在不需要共享的时候优先使用 unique_ptr返回或传递 unique_ptr 时使用 std::move

比如:

std::unique_ptr ptr1(new int(20));// std::unique_ptr ptr2 = ptr1; // 编译错误!不能复制std::unique_ptr ptr2 = std::move(ptr1); // OK,转移所有权

优势:

没有运行时开销更清晰地表达资源归属关系

weak_ptr:观察 shared_ptr 的助手

weak_ptr 并不拥有资源,它只是“观察”某个由 shared_ptr 管理的对象。它可以用来解决 shared_ptr 的循环引用问题。

适用场景:

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需要临时访问一个可能还存在的对象避免因引用导致对象无法释放

建议:

使用前必须调用 lock() 获取一个 shared_ptr注意处理对象已经被释放的情况

例如:

std::shared_ptr sptr = std::make_shared(30);std::weak_ptr wptr = sptr;if (auto spt = wptr.lock()) {    // 成功拿到 shared_ptr} else {    // 对象已被释放}

常见用途:

缓存机制观察者模式中的订阅者图结构中节点之间的弱连接

总结对比一下:

类型 所有权类型 是否可复制 是否可移动 是否支持自定义删除器

shared_ptr共享✅✅✅unique_ptr独占❌✅✅weak_ptr观察✅(复制不影响引用计数)✅否

总的来说,unique_ptr 是首选,因为它效率高、语义明确;当确实需要共享时才使用 shared_ptr;而 weak_ptr 则用于协助打破循环引用或实现观察机制。

基本上就这些,选对指针类型能让代码更安全、更高效。

以上就是现代C++智能指针有哪些类型 shared_ptr unique_ptr weak_ptr对比的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!

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