C++ 智能指针详解：从原理到实践

在现代 C++ 开发中，智能指针是内存管理的核心工具，它们帮助我们避免内存泄漏和悬空指针问题。

void problematic() {
    int* ptr = new int(42);
    // 如果这里抛出异常，内存泄漏！
    doSomething();
    delete ptr;  // 可能永远执行不到
}
```

## 三种智能指针

### unique_ptr：独占所有权

`unique_ptr` 确保同一时间只有一个指针拥有资源：

```cpp
#include <memory>

auto ptr = std::make_unique<int>(42);
// std::unique_ptr<int> ptr2 = ptr;  // 编译错误！
std::unique_ptr<int> ptr2 = std::move(ptr);  // 转移所有权
```

**使用场景**：工厂函数返回值、类成员独占资源

### shared_ptr：共享所有权

多个指针可共享同一资源，引用计数归零时自动释放：

```cpp
auto sp1 = std::make_shared<std::string>("Hello");
auto sp2 = sp1;  // 引用计数 = 2

std::cout << sp1.use_count() << std::endl;  // 输出: 2
```

**注意**：避免循环引用！

### weak_ptr：打破循环引用

`weak_ptr` 是 `shared_ptr` 的观察者，不增加引用计数：

```cpp
class Node {
public:
    std::shared_ptr<Node> next;
    std::weak_ptr<Node> prev;  // 使用 weak_ptr 避免循环引用
};
```

## 性能对比

| 特性 | unique_ptr | shared_ptr | weak_ptr |
|------|------------|------------|----------|
| 开销 | 零开销 | 引用计数 | 引用计数 |
| 拷贝 | 不可拷贝 | 可拷贝 | 可拷贝 |
| 线程安全 | 否 | 计数安全 | 计数安全 |

## 最佳实践

1. **优先使用 make_unique/make_shared**
```cpp
// 推荐
auto ptr = std::make_unique<Widget>();
// 不推荐
std::unique_ptr<Widget> ptr(new Widget());
```

2. **函数参数传递**
```cpp
void process(Widget* w);           // 不转移所有权
void consume(std::unique_ptr<Widget> w);  // 转移所有权
```

## 总结

智能指针是现代 C++ 的基石。合理选择 `unique_ptr`、`shared_ptr` 和 `weak_ptr`，能让代码更安全、更易维护。

深入解析 C++ 智能指针的原理与用法，掌握 unique_ptr、shared_ptr、weak_ptr 的最佳实践

编程语言

后端

C++智能指针详解：unique_ptr独占资源，shared_ptr共享所有权，weak_ptr解决循环引用。掌握make_unique/make_shared用法，提升内存管理效率，避免内存泄漏。了解三种智能指针特性差异，优化C++代码安全性与性能表现。

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