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C++11的智能指针应该怎么选择 shared_ptr unique_ptr weak_ptr对比

P粉602998670

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发布时间:2025-08-08 12:51:01

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来源于php中文网

原创

使用unique_ptr时对象为独占所有权,适合类内部资源管理、工厂函数返回及容器存储唯一拥有对象,不可复制只能移动。使用shared_ptr时适用于多指针共享同一对象所有权的情形,通过引用计数管理生命周期,常用于资源共享、缓存系统和回调机制。当存在循环引用风险或需临时访问对象时应使用weak_ptr,它不增加引用计数,可打破循环引用并通过lock()获取临时shared_ptr。选择策略为:优先unique_ptr,需要共享则用shared_ptr,担心循环引用或需临时访问则用weak_ptr。

C++11的智能指针应该怎么选择 shared_ptr unique_ptr weak_ptr对比

在C++11中引入的智能指针(

shared_ptr
unique_ptr
weak_ptr
)是管理动态内存的重要工具,能有效避免内存泄漏。但它们各有适用场景,选择时要根据对象所有权模型来决定。

C++11的智能指针应该怎么选择 shared_ptr unique_ptr weak_ptr对比

什么时候用
unique_ptr

unique_ptr
表示独占所有权的智能指针,适合那些只允许一个指针指向该对象的情况。它不能复制,只能移动,因此非常轻量,开销小。

C++11的智能指针应该怎么选择 shared_ptr unique_ptr weak_ptr对比

常见使用场景:

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

  • 类内部持有资源,不希望外部共享
  • 工厂函数返回的对象
  • 容器中存储唯一拥有的对象

例如:

C++11的智能指针应该怎么选择 shared_ptr unique_ptr weak_ptr对比
std::unique_ptr ptr(new int(42));

一旦你尝试复制这个指针,编译就会报错,这有助于防止意外的共享。


什么情况下用
shared_ptr

当你需要多个指针共享同一个对象的所有权时,就该用

shared_ptr
。它通过引用计数来管理对象生命周期,最后一个指针销毁时才会释放内存。

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典型用途包括:

  • 多个对象或模块需要共享某个资源
  • 缓存系统中缓存项可能被多方访问
  • 回调机制中传递对象给异步操作

比如:

std::shared_ptr p1 = std::make_shared(10);
std::shared_ptr p2 = p1; // 引用计数变为2

注意:频繁创建和销毁

shared_ptr
可能带来一定的性能损耗,特别是在线程环境中。


weak_ptr
是用来解决什么问题的

weak_ptr
本身不拥有对象,只是对
shared_ptr
的一种观察者。它不会增加引用计数,用于打破循环引用的问题。

举个例子: 如果你有两个对象 A 和 B,A 持有 B 的

shared_ptr
,B 同样持有 A 的
shared_ptr
,那么这两个对象将永远不会被释放。这时就可以把其中一个改成
weak_ptr

std::shared_ptr a = std::make_shared();
std::weak_ptr wa = a;

使用前需要用

lock()
获取临时的
shared_ptr

if (auto shared = wa.lock()) {
    // 使用 shared
} else {
    // 对象已经被释放
}

总结一下选择策略

简单来说:

  • 如果你不需要共享对象,优先使用
    unique_ptr
  • 如果确实需要共享所有权,就用
    shared_ptr
  • 如果担心循环引用,或者只想临时访问对象,考虑
    weak_ptr

基本上就这些。记住,选对指针类型不仅能写出更安全的代码,还能提升性能和可维护性。

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