Linux C++编程中如何使用智能指针

在Linux C++编程中，智能指针是一种用于自动管理动态分配内存的对象。它们可以帮助防止内存泄漏和其他与内存管理相关的问题。C++11引入了三种主要的智能指针类型：std::unique_ptr、std::shared_ptr和std::weak_ptr。

以下是如何在Linux C++编程中使用这些智能指针的简要指南：

1. std::unique_ptr

std::unique_ptr是一种独占所有权的智能指针，意味着它不能被复制到另一个unique_ptr，但可以被移动。当unique_ptr被销毁时，它所指向的对象也会被自动删除。

#include <iostream>
#include <memory>

class MyClass {
public:
    MyClass() { std::cout << "MyClass constructed\n"; }
    ~MyClass() { std::cout << "MyClass destructed\n"; }
};

int main() {
    std::unique_ptr<MyClass> ptr(new MyClass()); // 创建一个unique_ptr
    // std::unique_ptr<MyClass> ptr2 = ptr; // 错误！不能复制unique_ptr
    std::unique_ptr<MyClass> ptr3 = std::move(ptr); // 移动所有权
    return 0;
}

2. std::shared_ptr

std::shared_ptr允许多个指针共享同一个对象的所有权。它使用引用计数来跟踪有多少个shared_ptr指向同一个对象。当最后一个shared_ptr被销毁时，对象会被自动删除。

#include <iostream>
#include <memory>

class MyClass {
public:
    MyClass() { std::cout << "MyClass constructed\n"; }
    ~MyClass() { std::cout << "MyClass destructed\n"; }
};

int main() {
    std::shared_ptr<MyClass> ptr1(new MyClass()); // 创建一个shared_ptr
    {
        std::shared_ptr<MyClass> ptr2 = ptr1; // 共享所有权
        std::cout << "Reference count: " << ptr1.use_count() << "\n"; // 输出引用计数
    } // ptr2在这里被销毁，但引用计数仍然大于0，所以对象不会被删除
    std::cout << "Reference count: " << ptr1.use_count() << "\n"; // 输出引用计数
    return 0;
}

3. std::weak_ptr

std::weak_ptr是一种不控制对象生命周期的智能指针，它指向一个由std::shared_ptr管理的对象。weak_ptr不会增加对象的引用计数，因此它可以用来解决shared_ptr之间的循环引用问题。

#include <iostream>
#include <memory>

class B; // 前向声明

class A {
public:
    std::shared_ptr<B> b_ptr;
    ~A() { std::cout << "A destructed\n"; }
};

class B {
public:
    std::weak_ptr<A> a_ptr; // 使用weak_ptr避免循环引用
    ~B() { std::cout << "B destructed\n"; }
};

int main() {
    std::shared_ptr<A> a(new A());
    std::shared_ptr<B> b(new B());
    a->b_ptr = b;
    b->a_ptr = a;
    return 0;
}

在使用智能指针时，请确保了解它们的特性和限制，以便正确地管理内存和资源。

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