C++中的智能指针是一种自动管理动态内存的机制，它能够防止内存泄漏并处理资源的自动释放。在C++中，我们通常使用std::unique_ptr和std::shared_ptr来实现智能指针的功能。 std::unique_ptr是一个右值引用类型，它拥有所有权，当调用其析构函数时，会自动删除其所指向的对象。而std::shared_ptr则拥有多个所有者，当其中一个所有者离开作用域时，会自动删除其所指向的对象。 通过使用智能指针，我们可以有效地管理动态分配的内存，避免内存泄漏。同时，当不再需要某个对象时，智能指针会自动释放该对象的内存，无需手动释放。

随着程序复杂性的增加，手动管理动态内存变得异常困难且容易出错。

为了解决这些问题，C++11引入了智能指针（smart pointers），它们通过自动管理动态内存来帮助开发者避免内存泄漏和其他资源管理问题。

本文将详细介绍两种常用的智能指针：std::unique_ptr和std::shared_ptr，并展示如何使用它们来防止内存泄漏以及处理资源的自动释放。

什么是智能指针？。

它们封装了原始指针，并在适当的时候自动释放所管理的内存。

常见的智能指针包括std::unique_ptr、std::shared_ptr和std::weak_ptr。

std::unique_ptr详解。

它适用于那些不需要共享所有权的场景。

#

基本用法。

pp
#include 
#include 

class MyClass {
public:
    MyClass() { std::cout << "MyClass Constructor\n"; }
    ~MyClass() { std::cout << "MyClass Destructor\n"; }
};

int main() {
    // 创建一个std::unique_ptr实例，管理一个MyClass对象
    std::unique_ptr ptr = std::make_unique();

    // 使用箭头操作符访问成员函数
    ptr->someMemberFunction();

    // 当ptr超出作用域时，MyClass对象会被自动销毁
    return 0;
}

#

转移所有权。

pp
std::unique_ptr createUniquePtr() {
    return std::make_unique();
}

int main() {
    std::unique_ptr ptr1 = createUniquePtr();
    std::unique_ptr ptr2 = std::move(ptr1); // 转移所有权

    // 现在ptr1不再拥有对象，ptr2拥有该对象
    return 0;
}

std::shared_ptr详解。

当最后一个std::shared_ptr被销毁时，所管理的对象才会被释放。

#

基本用法。

pp
#include 
#include 

class MyClass {
public:
    MyClass() { std::cout << "MyClass Constructor\n"; }
    ~MyClass() { std::cout << "MyClass Destructor\n"; }
};

int main() {
    // 创建两个std::shared_ptr实例，管理同一个MyClass对象
    std::shared_ptr ptr1 = std::make_shared();
    std::shared_ptr ptr2 = ptr1; // 共享所有权

    // 使用箭头操作符访问成员函数
    ptr1->someMemberFunction();
    ptr2->someMemberFunction();

    // 当所有std::shared_ptr实例都超出作用域时，MyClass对象会被自动销毁
    return 0;
}

#

循环引用问题。

为了解决这个问题，可以使用std::weak_ptr。

pp
#include 
#include 

class B; // 前向声明

class A {
public:
    std::shared_ptr b_ptr;
    ~A() { std::cout << "A Destructor\n"; }
};

class B {
public:
    std::weak_ptr a_ptr; // 使用weak_ptr打破循环引用
    ~B() { std::cout << "B Destructor\n"; }
};

int main() {
    std::shared_ptr a = std::make_shared();
    std::shared_ptr b = std::make_shared();
    a->b_ptr = b;
    b->a_ptr = a; // 这里使用weak_ptr避免循环引用

    return 0;
}