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c++ #include ＜memory＞智能指针介绍

news 来源：原创 2025/5/13 14:58:02

#include <memory> 是 C++ 标准库中的头文件，用于支持智能指针的功能。智能指针是现代 C++ 的一种资源管理工具，用于自动管理动态分配的内存，从而减少内存泄漏和悬挂指针等问题的发生。它提供了多种类型的智能指针，包括 std::unique_ptr、std::shared_ptr 和 std::weak_ptr。

1. `#include <memory>`

#include：预处理指令，用于在编译时包含指定的头文件。
<memory>：包含智能指针类的定义和相关功能。

2. 智能指针类型

std::unique_ptr：
- 功能：表示对某个动态分配对象的唯一所有权。它不能被复制，只能被移动。
- 使用场景：用于独占资源的场景，例如需要确保只有一个对象拥有资源。
- 示例：

#include <memory>

int main() {
    std::unique_ptr<int> ptr1 = std::make_unique<int>(10);
    // std::unique_ptr<int> ptr2 = ptr1; // 错误：unique_ptr 不能被复制
    std::unique_ptr<int> ptr2 = std::move(ptr1); // 转移所有权
    return 0;
}

std::shared_ptr：

功能：表示对某个动态分配对象的共享所有权。多个 shared_ptr 可以指向同一个对象，直到最后一个 shared_ptr 被销毁时，资源才会被释放。
使用场景：用于多个对象需要共享对同一资源的所有权的场景。
示例：

#include <memory>
#include <iostream>

int main() {
    std::shared_ptr<int> ptr1 = std::make_shared<int>(20);
    std::shared_ptr<int> ptr2 = ptr1; // 共享所有权
    std::cout << *ptr1 << ", " << *ptr2 << std::endl; // 输出：20, 20
    return 0;
}

std::weak_ptr：

功能：与 std::shared_ptr 配合使用，用于解决共享所有权中的循环引用问题。weak_ptr 不会影响对象的引用计数，因此不会阻止对象的销毁。
使用场景：用于观察对象而不影响其生命周期。
示例

#include <memory>
#include <iostream>

class Node {
public:
    std::shared_ptr<Node> next;
};

int main() {
    std::shared_ptr<Node> first = std::make_shared<Node>();
    std::weak_ptr<Node> weakFirst = first; // 创建 weak_ptr 观察 first
    if (auto sharedFirst = weakFirst.lock()) {
        std::cout << "Node is still alive" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Node has been destroyed" << std::endl;
    }
    return 0;
}

3.使用示例

#include <iostream>
#include <memory>

int main() {
    // 使用 unique_ptr
    std::unique_ptr<int> uniquePtr = std::make_unique<int>(100);
    std::cout << "UniquePtr value: " << *uniquePtr << std::endl;

    // 使用 shared_ptr
    std::shared_ptr<int> sharedPtr1 = std::make_shared<int>(200);
    std::shared_ptr<int> sharedPtr2 = sharedPtr1;
    std::cout << "SharedPtr value: " << *sharedPtr1 << ", " << *sharedPtr2 << std::endl;

    // 使用 weak_ptr
    std::weak_ptr<int> weakPtr = sharedPtr1;
    if (auto lockedPtr = weakPtr.lock()) {
        std::cout << "WeakPtr value: " << *lockedPtr << std::endl;
    } else {
        std::cout << "WeakPtr is expired" << std::endl;
    }

    return 0;
}