2 - unique_ptr

发表于 2023-10-06 更新于 2023-10-07 分类于 cpp ，语法基础， Part3:智能指针阅读次数： Waline：本文字数： 1.8k 阅读时长 ≈ 1 分钟

本文将对独享型智能指针unique_ptr做一些详细的介绍。

介绍

unique_ptr拥有资源的唯一所有权。当它被销毁或重置时，资源将自动释放。一般优先考虑使用它，因为消耗更小。它的一个优点是，内存和资源总会被释放，即使在执行return语句或抛出异常时也是如此。

unique_ptr是一个泛型的智能指针，可以指向任何类型的内存，因此使用它时需要在后面跟上包裹着数据类型的尖括号。

创建`unique_ptr`

可以通过两种方式来创建unique_ptr：使用构造函数和使用 make_unique函数模板。

构造函数

使用构造函数的代码如下：

std::unique_ptr<Simple> pUniqueSimple(new Simple());
pUniqueSimple->doSth();

可以看到写法是比较复杂的，且如果Simple的构造函数出现异常，很有可能导致隐含的内存泄漏。

用VLD内存检测结果如下：

[推荐]`make_unique`

建议 始终使用make_unique()创建unique_ptr，这样写的代码不仅安全，而且可读性更好。

使用make_unique的代码如下：

std::unique_ptr<Simple> pUniqueSimple = std::make_unique<Simple>();
pUniqueSimple->doSth();

结果也是无泄漏的。

使用`unique_ptr`

裸指针老用法

和裸指针一样，unique_ptr也能使用 * 或 -> 对其进行解引用：

pUniqueSimple->go();
(*pUniqueSimple).go();

get()

使用get()可以直接获得底层裸指针，这可用于将智能指针传递给需要普通指针的函数：

void processData(Simple* pSimple) {/* ...... */}

// 使用get()获取底层指针
processData(pUniqueSimple.get());

需要注意的是，如果一定要使用它获取底层指针，那么一定不能 delete 它，否则会造成重复释放内存的错误。

reset()

使用reset()可以单独释放智能指针的对象，也能让其释放后指向新的对象：

// 释放对象，置nullptr
uniquePtr.reset();
// 释放对象，将智能指针指向一个新的Simple实例
uniquePtr.reset(new Simple());

release()

使用release()可以断开unique_ptr与底层指针的连接。该方法返回对象的底层指针，然后将智能指针置空：

Simple* pSimple = uniquePtr.release();

自定义deleter

默认情况下，unique_ptr使用标准的 new 和 delete 进行内存分配，我们也能进行自定义，准确来说，是自定义deleter。

例如，下面是对int型变量进行自定义：

int* my_alloc(int value) 
{
    return new int(value);
}
void my_free(int* p)
{
    delete p;
}

// main
std::unique_ptr<int, decltype(&my_free)> myIntPtr(my_alloc(2333), my_free);

这段代码使用my_alloc()分配内存，unique_ptr 调用my_free()释放内存。自定义deleter的特性很有用，因为可管理的资源不仅仅是内存（还有文件/套接字等）。

注意事项

unique_ptr禁止复制构造函数，也禁止赋值运算符重载，因为它要独享这块内存。
unique_ptr允许移动构造，移动赋值。使用移动语义(std::move())代表之前的对象已经失去了意义，移动操作自然不影响独占的特性。
make_unique使用值初始化，例如基本类型被初始化为0，对象被默认构造。

C++20中新增了使用默认初始化的make_unique_for_overwrite，对象被默认构造，值没有初始化，提高了一点效率，但要谨慎使用。
可以通过移动语义将unique_ptr对象转换成shared_ptr对象，这种情况很少出现，通常是因为设计失误了。

参考资料

飘零的落花 - 现代C++详解
C++20高级编程

介绍

创建unique_ptr