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[C++面试] 智能指针面试点（重点）续4

news 来源：原创 2025/5/15 3:56:37

一、进阶

1、智能指针相互间赋值

`1.1 unique_ptr` 之间的赋值

左值不能直接赋值：unique_ptr 表示独占所有权，禁止普通左值之间的赋值，避免多个指针指向同一对象。

unique_ptr<int> a = make_unique<int>(5);  
unique_ptr<int> b;  
b = a; // 编译错误，a 是左值，直接赋值违反独占原则

右值可通过移动赋值：若为右值（如临时对象或通过 std::move 转换），则可移动赋值。此时原 unique_ptr 失去所有权（变为 nullptr）

unique_ptr<int> a = make_unique<int>(5);  
unique_ptr<int> b = std::move(a); // 合法，a 变为 nullptr，b 接管对象

`1.2 unique_ptr、shared_ptr` 的赋值

unique_ptr 右值可赋值给 shared_ptr：shared_ptr 有显式构造函数，可接收 unique_ptr 右值（如临时对象或 std::move 转换后的对象）。此时 shared_ptr 接管对象所有权：

unique_ptr<int> uptr = make_unique<int>(10);  
shared_ptr<int> sptr1 = std::move(uptr); // 合法，uptr 变为 nullptr  

shared_ptr<int> sptr2(make_unique<int>(20)); // 合法，临时 unique_ptr 作为右值  
shared_ptr<int> sptr3 = make_unique<int>(42); // 隐式移动构造。在构造shared_ptr时传入unique_ptr的右值（如函数返回值），编译器会自动完成移动操作

unique_ptr 左值不可直接赋值给 shared_ptr：若直接用 unique_ptr 左值初始化 shared_ptr，会编译错误

unique_ptr<int> uptr = make_unique<int>(10);  
shared_ptr<int> sptr3(uptr); // 编译错误，uptr 是左值

1.3 总结

允许转换的方向：unique_ptr → shared_ptr（通过移动语义）。
禁止转换的方向：shared_ptr → unique_ptr
unique_ptr 之间仅允许右值移动赋值；unique_ptr 可通过右值（如 std::move 或临时对象）赋值给 shared_ptr，但左值不行。

2、 `shared_ptr<int*>有什么问题？`

// 正确用法：shared_ptr<int> 管理 int 对象  
shared_ptr<int> sp1 = make_shared<int>(10); // 直接管理 int 值 10  

// 非常规用法：shared_ptr<int*> 管理 int* 指针
// 管理 int*，需确保 int* 指向的内存正确释放（此处虽合法但不推荐）    
shared_ptr<int*> sp2 = make_shared<int*>(new int(20));

shared_ptr<int>：直接管理一个 int 类型的对象，智能指针内部存储的是 int 对象的指针（如 int*），并负责该 int 对象的内存释放。符合智能指针的设计初衷，直接管理对象内存。

shared_ptr<int*>：管理一个 int* 类型的指针（即指针本身成为智能指针管理的对象）。这种用法违背了智能指针简化对象管理的原则，因为 int* 指向的对象仍需确保其生命周期正确（虽然此处 int* 由 new int 分配，delete 合法，但代码逻辑易混淆）。

std::shared_ptr<int*> sptr(
    new int*(new int(42)), 
    [](int** p) { 
        delete *p;  // 释放内层 int 对象
        delete p;    // 释放外层 int* 指针
    }
);

需在自定义删除器中显式释放内层内存。

使用 shared_ptr<T[]>（C++17 及以上）

int main() {
    // 创建 shared_ptr 管理动态数组（C++17 起支持）
    std::shared_ptr<int[]> arr(new int[5]{1, 2, 3, 4, 5});

    // 直接通过 operator[] 访问元素
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        arr[i] = i * 10;        // 修改元素
        std::cout << arr[i] << " ";  // 输出：0 10 20 30 40
    }

    // 无需手动释放，shared_ptr 自动调用 delete[]
    return 0;
}

自定义删除器（兼容 C++11/14）

int main() {
    // 定义删除器（Lambda 表达式）
    auto array_deleter = [](int* ptr) {
        delete[] ptr;  // 必须显式调用 delete[]
        std::cout << "动态数组内存已释放\n";
    };

    // 创建 shared_ptr 并传入删除器
    std::shared_ptr<int> arr(new int[5]{1, 2, 3, 4, 5}, array_deleter);

    // 通过 get() 获取原始指针访问元素
    int* raw_ptr = arr.get();
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        raw_ptr[i] = i * 10;       // 修改元素
        std::cout << raw_ptr[i] << " ";  // 输出：0 10 20 30 40
    }

    // 析构时自动调用 array_deleter
    return 0;
}