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C++ unique_ptr使用 独占所有权指针实现

P粉602998670

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发布时间:2025-09-01 10:00:02

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来源于php中文网

原创

unique_ptr是C++中用于独占所有权管理的智能指针,通过RAII机制防止内存泄漏;它定义于头文件,推荐使用make_unique创建对象;不支持复制构造和赋值,但可通过std::move转移所有权;可用于函数参数和返回值传递,支持自定义删除器以管理非内存资源;无运行时开销,是现代C++管理动态对象的首选工具。

c++ unique_ptr使用 独占所有权指针实现

C++ 中的 unique_ptr 是一种智能指针,用于实现对动态分配对象的独占所有权管理。它确保同一时间只有一个

unique_ptr
拥有该对象的所有权,当
unique_ptr
被销毁时,其所管理的对象也会自动被删除,从而有效防止内存泄漏。

基本用法

unique_ptr
定义在 头文件中,使用时需包含该头文件。它通过 RAII(资源获取即初始化)机制管理资源。

创建一个

unique_ptr
的常见方式:

std::unique_ptr ptr1(new int(42));
// 或更推荐的方式
auto ptr2 = std::make_unique(42);

std::make_unique 是 C++14 引入的辅助函数,推荐使用它来创建对象,因为它更安全(避免内存泄漏风险)且更简洁。

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独占所有权语义

unique_ptr
不允许复制构造或复制赋值,因为它代表的是独占所有权。以下代码会编译失败:

auto ptr = std::make_unique(10);
auto ptr2 = ptr;        // 错误:不能复制
ptr2 = ptr;             // 错误:不能赋值

但可以通过 std::move 转移所有权:

auto ptr = std::make_unique(10);
auto ptr2 = std::move(ptr);  // 所有权转移
// 此时 ptr 为空,ptr2 指向对象
if (!ptr) {
    std::cout << "ptr is null\n";
}

转移后原指针变为 nullptr,确保任何时候只有一个指针拥有资源。

作为函数参数和返回值

在函数间传递

unique_ptr
时,通常采用移动语义。

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函数返回

unique_ptr

std::unique_ptr createValue() {
    return std::make_unique(100);
}

函数接收

unique_ptr
参数(通过移动):

void consumeValue(std::unique_ptr ptr) {
    std::cout << *ptr << "\n";
}  // ptr 在这里被析构,对象被释放

// 调用 auto val = std::make_unique(50); consumeValue(std::move(val)); // 显式移动

如果只是想观察对象而不转移所有权,应传递引用:

void inspectValue(const std::unique_ptr& ptr) {
    if (ptr) std::cout << *ptr << "\n";
}

自定义删除器(可选)

默认情况下,

unique_ptr
使用
delete
释放资源,但可以指定自定义删除器,例如用于 C 风格资源管理:

void close_file(FILE* f) {
    if (f) fclose(f);
}

auto file = std::unique_ptr(fopen("test.txt", "r"), &close_file);

这使得

unique_ptr
不仅适用于 new/delete,也能管理 socket、文件句柄等资源。

基本上就这些。unique_ptr 简单高效,是现代 C++ 中管理单个动态对象的首选工具。它不增加运行时开销,又能极大提升代码安全性和可维护性。

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