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C++如何使用std::unique_ptr管理资源?(所有权模型)

裘德小鎮的故事

裘德小鎮的故事

发布时间:2025-12-22 14:41:59

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来源于php中文网

原创

std::unique_ptr是C++11引入的独占式智能指针,具有唯一所有权、禁止拷贝、仅支持移动、RAII自动释放等核心特性,推荐用make_unique创建,支持自定义删除器、数组特化及安全的所有权转移。

c++如何使用std::unique_ptr管理资源?(所有权模型)

std::unique_ptr 是 C++11 引入的独占式智能指针,核心特点是“唯一所有权”——同一时间只能有一个 unique_ptr 指向某块资源,禁止拷贝,只支持移动。它通过 RAII 自动释放资源,是管理动态内存最安全、最轻量的方式之一。

创建与初始化

不能用裸指针直接赋值,必须显式构造或使用 make_unique(推荐):

  • 推荐方式:std::unique_ptr p = std::make_unique(42); —— 异常安全,一步完成内存分配和对象构造
  • 手动构造:std::unique_ptr p(new int(42)); —— 不推荐,若 new 成功但构造函数抛异常,会内存泄漏
  • 空指针:std::unique_ptr p; 或 std::unique_ptr p{nullptr};
  • 自定义删除器:std::unique_ptr fp(fopen("a.txt", "r"), &fclose);

所有权转移(移动语义)

unique_ptr 禁止拷贝,但可安全转移所有权:

  • 用 std::move 显式移交:auto p2 = std::move(p1); —— 此后 p1 变为空,p2 持有原资源
  • 函数传参/返回时自动触发移动:传入 unique_ptr&& 参数,或直接 return 一个局部 unique_ptr
  • 容器中存储:std::vector<:unique_ptr>> vec; vec.push_back(std::make_unique(100)); —— push_back 接收右值,自动移动

访问与释放

像普通指针一样使用,但不支持隐式转换为 raw pointer:

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  • 解引用:*p、p->member
  • 获取原始指针:p.get() —— 仅用于观察或传给 C API,不移交所有权
  • 释放控制权:p.release() —— 返回 raw pointer,unique_ptr 变为空,后续需手动 delete
  • 重置资源:p.reset(new int(99)); 或 p.reset(); —— 先释放旧资源,再接管新资源(或清空)

数组支持与注意事项

默认 unique_ptr 针对单个对象,用 delete;如需管理数组,必须用特化版本:

  • std::unique_ptr arr = std::make_unique(10); —— 自动调用 delete[]
  • 不能用 arr[0] 以外的方式访问(如 arr.get()[5] 可行,但 arr.get()+1 不安全)
  • 不能混用:std::unique_ptr 指向 new int[5] 是未定义行为
  • 自定义删除器要匹配:std::unique_ptr arr(ptr, [](int* p){ delete[] p; });

基本上就这些。unique_ptr 的所有权模型简单明确:谁持有,谁负责;转移靠 move;不共享,不复制。用对了,内存几乎不会出问题。

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