C++怎样使用智能指针管理资源

在C++中，智能指针是一种对象，它模拟了指针的行为，但提供了额外的功能，如自动内存管理。智能指针的主要类型包括std::unique_ptr、std::shared_ptr和std::weak_ptr。这些智能指针都定义在<memory>头文件中。

下面是如何使用这些智能指针来管理资源的示例：

1. std::unique_ptr：这种智能指针表示对动态分配对象的独占所有权。当unique_ptr被销毁时（例如，离开其作用域），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"; }
};

void uniquePtrExample() {
    std::unique_ptr<MyClass> ptr(new MyClass());
    // 使用ptr
} // ptr在这里离开作用域，MyClass对象被自动删除

int main() {
    uniquePtrExample();
    return 0;
}

2. std::shared_ptr：这种智能指针允许多个指针共享同一个对象的所有权。对象会在最后一个shared_ptr被销毁时自动删除。

#include <iostream>
#include <memory>

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

void sharedPtrExample() {
    std::shared_ptr<MyClass> ptr1(new MyClass());
    {
        std::shared_ptr<MyClass> ptr2 = ptr1;
        // ptr1和ptr2现在共享同一个对象的所有权
    } // ptr2离开作用域，但MyClass对象不会被删除，因为ptr1仍然指向它
} // ptr1离开作用域，MyClass对象被自动删除

int main() {
    sharedPtrExample();
    return 0;
}

3. std::weak_ptr：这种智能指针通常与shared_ptr一起使用，用于解决循环引用问题。weak_ptr指向一个由shared_ptr管理的对象，但它不增加对象的引用计数。这意味着即使存在weak_ptr，对象也可以在其所有shared_ptr都被销毁时被删除。

#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"; }
};

void weakPtrExample() {
    std::shared_ptr<A> a = std::make_shared<A>();
    std::shared_ptr<B> b = std::make_shared<B>();
    a->b_ptr = b;
    b->a_ptr = a;
} // a和b离开作用域，A和B对象都被自动删除

int main() {
    weakPtrExample();
    return 0;
}

在使用智能指针时，请注意以下几点：

• 尽量使用std::make_unique和std::make_shared来创建智能指针，而不是直接使用new。这样可以提高性能并避免潜在的内存泄漏。
• 避免使用裸指针来管理动态分配的资源，除非有充分的理由。
• 当处理数组时，使用std::unique_ptr<T[]>或std::shared_ptr<T[]>，而不是std::unique_ptr<T>或std::shared_ptr<T>。