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C++ 智能指针：提升代码安全性和可靠性

PHPz

发布： 2024-05-09 10:06:02

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智能指针是 c++++ 中管理内存的工具，通过自动释放对象，提升代码安全性。有三种智能指针类型：unique_ptr (独占所有权)、shared_ptr (共享所有权) 和 weak_ptr (较弱所有权)。使用智能指针可以自动释放对象，避免内存泄漏：unique_ptr 在指针作用域结束后释放对象；shared_ptr 在最后一个指针释放时释放对象；weak_ptr 不会增加引用计数，用于观察其他指针管理的对象。

C++ 智能指针：提升代码安全性和可靠性

C++ 智能指针：提升代码安全性和可靠性

智能指针是 C++ 中管理内存的强大工具，通过自动管理对象的生存期，它们简化了编程并提高了代码安全性。

智能指针类型

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C++ 标准库提供了几种智能指针类型：

unique_ptr：指向对象的独占所有权，确保对象在指针作用域结束时被释放。
shared_ptr：指向对象的共享所有权，实现引用计数，在最后一个指针释放时释放对象。
weak_ptr：指向对象的较弱所有权，不会增加对象的引用计数，用于观察指向由其他指针管理的对象。

使用智能指针

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智能指针的使用非常简单：

// 使用 unique_ptr
std::unique_ptr<int> i = std::make_unique<int>(10);

// 使用 shared_ptr
std::shared_ptr<int> j = std::make_shared<int>(20);

// 使用 weak_ptr
std::weak_ptr<int> k(j);

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实战案例

考虑以下示例，演示了智能指针的好处：

class Resource {
public:
    Resource() { std::cout << "Resource acquired" << std::endl; }
    ~Resource() { std::cout << "Resource released" << std::endl; }
};

void withoutSmartPointers() {
    // 创建资源但无法释放
    Resource* r = new Resource();
    std::cout << "Exiting function" << std::endl;
}

void withSmartPointers() {
    // 使用 unique_ptr 自动释放资源
    std::unique_ptr<Resource> r = std::make_unique<Resource>();
    std::cout << "Exiting function" << std::endl;
}

int main() {
    withoutSmartPointers();
    std::cout << std::endl;
    withSmartPointers();
    return 0;
}

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输出：

Resource acquired
Exiting function
Resource released

Resource acquired
Exiting function

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在没有智能指针的情况下，Resource 对象在 withoutSmartPointers() 函数退出时无法释放，导致内存泄漏。使用 unique_ptr，对象在指针作用域结束时自动释放，从而消除了内存泄漏风险。

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