智能指针在容器重新分配时表现如何 vector扩容对智能指针元素的影响

vector扩容不会影响智能指针行为，只要正确使用即可避免内存泄漏或资源管理错误。1. vector扩容时通过移动或拷贝将元素迁移至新内存，对unique_ptr使用移动构造函数，确保所有权转移而不泄漏资源；2. shared_ptr在扩容时调用拷贝构造函数，引用计数机制保证资源安全；3. 建议提前使用reserve预留空间，减少扩容次数，优先使用emplace_back避免临时对象创建，并避免混用原始指针和智能指针。

在使用 vector 存储智能指针（如 std::unique_ptr 或 std::shared_ptr）时，很多人会担心扩容是否会影响智能指针的行为，比如是否会引发内存泄漏或资源管理错误。其实，在现代 C++ 中，只要正确使用标准库和智能指针，这些情况是可以避免的。

vector 扩容的基本机制

当一个 vector 的容量不足时，它会重新分配一块更大的内存空间，并将原有元素拷贝或移动到新内存中，然后释放旧内存。这个过程对普通类型来说没什么问题，但对包含资源管理的对象（如智能指针）来说，就需要特别关注其拷贝/移动语义。

• 扩容发生在 size() == capacity() 且再次调用 push_back 或 emplace_back 时
• 新内存大小通常是原来的1.5倍或2倍（具体实现由编译器决定）
• 所有元素都会被迁移至新内存

unique_ptr 在 vector 中扩容的表现

std::unique_ptr 是不能拷贝的，只能通过移动操作来转移所有权。因此，如果一个 vector<:unique_ptr>> 需要扩容：

• 扩容时调用的是移动构造函数，而不是拷贝构造函数
• 所有权会被逐个转移到新的内存位置，不会造成资源泄漏
• 只要你的容器元素是支持移动的，就不会出错

⚠️ 注意：如果你误用了某些不支持移动的自定义类型，或者强制要求拷贝操作的场景，就会导致编译错误。

例如：

std::vector> vec;
vec.push_back(std::make_unique(42));
vec.push_back(std::make_unique(84)); // 此时扩容，第一个元素会被移动到新内存

shared_ptr 在 vector 中扩容的表现

相比 unique_ptr，std::shared_ptr 支持拷贝，所以在扩容时表现得更“宽容”一些：

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• 扩容时会调用拷贝构造函数，复制每个元素
• 每个 shared_ptr 的引用计数会增加一次，确保资源安全
• 移动版本也会被优先使用（如果可用）

也就是说，无论你用的是拷贝还是移动语义，shared_ptr 都能保证扩容过程中资源的安全性。

例子如下：

std::vector> vec;
vec.push_back(std::make_shared(10));
vec.push_back(std::make_shared(20)); // 扩容时第一个元素被拷贝或移动

实际使用建议与注意事项

为了确保容器扩容时智能指针行为可控，可以参考以下几点：

• 尽量使用 reserve() 提前预留足够空间，减少不必要的扩容次数
• 如果频繁插入数据，优先考虑使用 emplace_back 来避免临时对象的创建
• 对于 unique_ptr，确保容器元素支持移动操作（默认就是支持的）
• 不要手动管理资源，避免混用原始指针和智能指针

提前预留空间的例子：

std::vector> vec;
vec.reserve(100); // 避免多次扩容
for (int i = 0; i < 100; ++i) {
    vec.emplace_back(std::make_unique(i));
}

基本上就这些。只要理解了 vector 扩容机制和智能指针的移动/拷贝特性，这个问题就没那么复杂了，但也确实容易被忽略细节。