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独占指针 std::unique_ptr

news 来源：原创 2024/5/4 2:19:20

学习智能指针之前需要知道的：

智能指针是原始指针的封装，在头文件<memory>中，优点就是自动分配内存，不用担心潜在的内存泄漏。
不是所有的指针都可以封装成智能指针，很多时候原始指针更方便。
各指针中，最常用的还是裸指针，其次就是unique_ptr 和 shared_ptr
weak_ptr 是 shared_ptr 的一个补充，使用较少
auto_ptr 被弃用

智能指针只解决独占 / 共享所有权指针的释放、传输，没有根本上解决 C++ 内存安全问题

unique_ptr 独占指针

性质：

在任何给定的时刻，只能有一个指针管理内存
当指针超出作用域时，内存将自动释放
该类型指针不可以 Copy，只可以 Move

创建方式：

通过已有裸指针创建
通过 new 创建
通过 std::make_unique 创建

获取地址：

类方法 get() 获取地址

-> 与 * :

通过 -> 调用成员函数
通过 * 调用 dereferencing

智能指针的使用

测试代码：

#include <iostream>
#include <memory>

class Stu {
    
    std::string m_name;

public:
    Stu() {
        this->m_name = "stuTemp";
        std::cout << "无参构造" << std::endl;
    }
    Stu(std::string name) :m_name(name) {
        std::cout << "有参构造" << std::endl;
    }
    ~Stu() {
        std::cout << "析构" << std::endl;
    }

    void printStuName() const {
        std::cout << this->m_name << std::endl;
    }
};


int main() {

    /* 创建智能指针3种方法 */
    // 1、原始指针创建
    Stu* s_p1 = new Stu("stu1");
    std::unique_ptr<Stu> u_s_p1{ s_p1 };
    u_s_p1->printStuName();

    // 2、new 
    std::unique_ptr<Stu> u_s_p2{ new Stu("stu2")};
    u_s_p2->printStuName();

    // 3、make_unique
    std::unique_ptr<Stu> u_s_p3 = std::make_unique<Stu>("stu3");
    u_s_p3->printStuName();


    //...
    //std::unique_ptr<int> u_i_p1 = std::make_unique<int>(10);
    //std::cout << "value:" << *u_i_p1 << std::endl;
    //std::cout << "address:" << u_i_p1 << std::endl;
    //std::cout << "address:" << u_i_p1.get() << std::endl;
    //std::cout << "address:" << u_s_p3.get() << std::endl;

    std::cout << "----------------" << std::endl;

    return 0;
}

运行结果：

unique_ptr 与函数调用

传入值的方式：

需要使用 std::move 来转移内存拥有权
如果参数直接传入 std::make_unique 语句自动转换为 move

传入引用的方式：

如果设置参数为 const 则不能修改指向，eg：不能 reset()
reset() 方法为智能指针清空方法

函数返回值的方式：

指向一个 local object
可以用作链式函数

测试代码：

#include <iostream>
#include <memory>

class Stu {
    
    std::string m_name;

public:
    Stu() {
        this->m_name = "stuTemp";
        std::cout << "无参构造" << std::endl;
    }
    Stu(std::string name) :m_name(name) {
        std::cout << "有参构造" << std::endl;
    }
    ~Stu() {
        std::cout << "析构" << std::endl;
    }

    void printStuName() const {
        std::cout << this->m_name << std::endl;
    }

    void setStuName(std::string name) {
        this->m_name = name;
    }
};


void doWithStuPassValue(std::unique_ptr<Stu> s) {
    s->printStuName();
}

void doWithStuPassRef(const std::unique_ptr<Stu>& s) {
    s->setStuName("JJ");
    s->printStuName();
    //s.reset(); // 清空
}

std::unique_ptr<Stu> getUniquePtr() {
    std::unique_ptr<Stu> u_s_p1 = std::make_unique<Stu>("Local");
    std::cout << "address:" << u_s_p1.get() << std::endl;
    return u_s_p1;
}

int main() {
    // 1、passing by value
    std::unique_ptr<Stu> u_s_p1 = std::make_unique<Stu>("NN");
    doWithStuPassValue(std::move(u_s_p1)); // 使用 move 转移所有权
    //u_s_p1->printStuName(); // 使用已移动的对象

    doWithStuPassValue(std::make_unique<Stu>("MM")); // 默认转换成 move 形式

    // 2、passing by reference
    std::unique_ptr<Stu> u_s_p2 = std::make_unique<Stu>("KK");
    doWithStuPassRef(u_s_p2);
    //u_s_p2->printStuName();
    //std::cout << u_s_p2 << std::endl; // 0
    //std::cout << u_s_p2.get() << std::endl; // 0
    //u_s_p2->printStuName();
    
    // 3、Return by value
    getUniquePtr()->printStuName();

    return 0;
}

运行结果：