智能指针与STL容器结合主要用于自动管理动态对象的生命周期，常见场景包括：1. 使用std::vector管理独占所有权的对象集合，避免内存泄漏；2. 在树或图等复杂数据结构中，用std::shared_ptr实现共享节点，简化内存管理；3. 多线程环境下通过std::shared_ptr安全共享资源，防止悬挂指针。std::unique_ptr适用于单一所有者，不可复制但可转移；std::shared_ptr支持多所有者，但需警惕循环引用。为避免循环引用，应使用std::weak_ptr打破强引用环，如父子节点关系中子节点持有父节点的std::weak_ptr。除这两个外，标准库还提供std::weak_ptr，而Boost等库有扩展智能指针，但推荐优先使用标准智能指针以保证兼容性。
C++ STL容器和智能指针结合使用，主要是为了解决内存管理问题，避免手动
new/delete
带来的风险，同时利用STL容器的便利性。核心在于，让容器持有智能指针，自动管理其中元素的生命周期。
使用STL容器存储智能指针，可以确保当容器销毁或者元素被移除时，智能指针会自动释放其所指向的内存。这避免了内存泄漏，也简化了代码。
智能指针与STL容器结合，有哪些常见应用场景？
管理动态分配的对象集合
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假设你需要维护一个动态分配的对象集合，比如一系列自定义类的实例。使用
std::vector<std::unique_ptr>
可以让你轻松地添加、删除对象，而无需担心内存泄漏。例如：
#include #include #include class MyClass {public: MyClass(int value) : value_(value) { std::cout << "MyClass created with value: " << value_ << std::endl; } ~MyClass() { std::cout << "MyClass destroyed with value: " << value_ << std::endl; } int getValue() const { return value_; }private: int value_;};int main() { std::vector<std::unique_ptr> myObjects; myObjects.push_back(std::make_unique(10)); myObjects.push_back(std::make_unique(20)); for (const auto& obj : myObjects) { std::cout << "Value: " <getValue() << std::endl; } // 当 myObjects 销毁时，其中包含的 MyClass 对象也会自动被销毁 return 0;}
在这个例子中，
std::unique_ptr
确保了每个
MyClass
对象只被一个智能指针拥有，防止了多个指针指向同一块内存导致的double free问题。当
myObjects
超出作用域时，所有
MyClass
对象都会被自动销毁。
实现复杂数据结构
某些数据结构，例如树或者图，通常需要动态分配节点。使用智能指针可以简化节点的内存管理。例如，你可以使用
std::shared_ptr
来实现一个共享所有权的图结构，其中多个边可以指向同一个节点，而节点只有在没有边指向它时才会被销毁。
避免悬挂指针
当多个对象需要共享同一个资源时，使用
std::shared_ptr
可以避免悬挂指针。例如，在一个多线程环境中，多个线程可能需要访问同一个对象。使用
std::shared_ptr
可以确保对象只有在所有线程都完成访问后才会被销毁。
使用
std::unique_ptr
和
std::shared_ptr
有什么区别？何时使用哪个？
std::unique_ptr
表示独占所有权，即一个对象只能被一个
std::unique_ptr
拥有。这意味着你不能复制
std::unique_ptr
，但可以转移所有权（使用
std::move
）。适用于明确只有一个所有者的情况。
std::shared_ptr
表示共享所有权，多个
std::shared_ptr
可以指向同一个对象。当最后一个指向该对象的
std::shared_ptr
被销毁时，对象才会被销毁。适用于多个对象需要共享同一个资源的情况。
选择哪个取决于你的需求。如果只有一个所有者，使用
std::unique_ptr
。如果需要共享所有权，使用
std::shared_ptr
。需要注意的是，过度使用
std::shared_ptr
可能会导致循环引用，从而造成内存泄漏。
如何避免在使用
std::shared_ptr
时出现循环引用？
循环引用是指两个或多个对象互相持有对方的
std::shared_ptr
，导致它们的引用计数永远不为零，从而无法被销毁。
避免循环引用的一种方法是使用
std::weak_ptr
。
std::weak_ptr
是一种不增加引用计数的智能指针。它可以用来观察一个对象，但不会阻止该对象被销毁。当对象被销毁时，
std::weak_ptr
会自动变成空指针。
例如，考虑一个父子关系的场景：
#include #include class Child; // 前向声明class Parent {public: std::shared_ptr child; ~Parent() { std::cout << "Parent destroyed" << std::endl; }};class Child {public: std::shared_ptr parent; // 如果这里用 shared_ptr，就会造成循环引用 ~Child() { std::cout << "Child destroyed" << std::endl; }};int main() { std::shared_ptr parent = std::make_shared(); std::shared_ptr child = std::make_shared(); parent->child = child; child->parent = parent; // 循环引用 // parent 和 child 都不会被销毁，导致内存泄漏 return 0;}
为了解决这个问题，可以将
Child
类中的
parent
成员改为
std::weak_ptr
：
#include #include class Child; // 前向声明class Parent {public: std::shared_ptr child; ~Parent() { std::cout << "Parent destroyed" << std::endl; }};class Child {public: std::weak_ptr parent; // 使用 weak_ptr 打破循环引用 ~Child() { std::cout << "Child destroyed" << std::endl; }};int main() { std::shared_ptr parent = std::make_shared(); std::shared_ptr child = std::make_shared(); parent->child = child; child->parent = parent; // 不再造成循环引用 // parent 和 child 都会被正确销毁 return 0;}
现在，
Child
不再拥有
parent
的所有权，因此当
parent
和
Child
超出作用域时，它们都会被正确销毁。
除了
std::unique_ptr
和
std::shared_ptr
，还有其他智能指针吗？
除了
std::unique_ptr
和
std::shared_ptr
，C++标准库还提供了
std::weak_ptr
，如前所述，用于观察对象而不增加其引用计数，常用于解决
std::shared_ptr
的循环引用问题。
此外，还有一些非标准的智能指针，例如boost库中的智能指针，它们提供了更多的功能和选项，例如
scoped_ptr
（类似于
std::unique_ptr
，但在C++11之前提供），
intrusive_ptr
（允许用户自定义引用计数行为）等。 但是，建议尽可能使用标准库提供的智能指针，因为它们是C++标准的一部分，具有更好的可移植性和兼容性。
以上就是C++STL容器与智能指针结合使用的详细内容，更多请关注创想鸟其它相关文章！
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