C++ Unique_ptr用法及代码示例

std::unique_ptr 是 C++11 中引入的智能指针。它自动管理堆上动态分配的资源。智能指针只是常规旧指针的包装，可以帮助您防止广泛的错误。即忘记删除指针而导致内存泄漏，或者意外删除指针两次或以错误的方式删除指针。它们的使用方式与标准指针类似。他们将一些导致常见错误的手动流程自动化。

先决条件： C++中的指针,C++ 中的智能指针。

用法

unique_ptr<A> ptr1 (new A)

这里，

• unique_ptr<A>：它指定 std::unique_ptr 的类型。在本例中 - 类型 A 的对象。
• 新A：使用 new 运算符在堆上动态分配 A 类型的对象。
• 指针1：这是 std::unique_ptr 变量的名称。

使用unique_ptr 时会发生什么？

当我们写入 unique_ptr<A> ptr1 (new A) 时，会在堆上为数据类型 A 的实例分配内存。 ptr1 被初始化并指向新创建的 A 对象。在这里，ptr1 是新创建的对象 A 的唯一所有者，它管理该对象的生命周期。这意味着当 ptr1 被重置或超出范围时，内存将自动释放并且 A 的对象被销毁。

何时使用unique_ptr？

当需要资源所有权时。当我们想要资源的单一或独占所有权时，我们应该选择唯一的指针。只有一个唯一的指针可以指向一种资源。因此，一个唯一的指针不能复制到另一个。此外，当动态分配的对象超出范围时，它有助于自动清理，并有助于防止内存泄漏。

Note: We need to use the <memory> header file for using these smart pointers.

Unique_ptr 的示例

示例 1：

让我们创建一个结构体 A，它将有一个名为 printA 的方法来显示一些文本。然后在主部分中，让我们创建一个指向结构体 A 的唯一指针。因此，此时，我们有一个结构体 A 的实例，并且 p1 保存指向该实例的指针。

// C++ Program to implement unique_ptr 
#include <iostream> 
#include <memory> 
using namespace std; 
  
struct A { 
    void printA() { cout << "A struct...." << endl; } 
}; 
  
int main() 
{ 
    unique_ptr<A> p1(new A); 
    p1->printA(); 
  
    // displays address of the containing pointer 
    cout << p1.get() << endl; 
    return 0; 
}

A struct....
0x18dac20

示例 2

现在让我们创建另一个指针 p2，并尝试使用赋值运算符 (=) 复制指针 p1。

// C++ Program to implement unique_ptr 
#include <iostream> 
#include <memory> 
using namespace std; 
  
struct A { 
    void printA() { cout << "A struct...." << endl; } 
}; 
int main() 
{ 
    unique_ptr<A> p1(new A); 
    p1->printA(); 
  
    // displays address of the containing pointer 
    cout << p1.get() << endl; 
  
    // will give compile time error 
    unique_ptr<A> p2 = p1; 
    p2->printA(); 
    return 0; 
}

输出

main.cpp: In function ‘int main()’:
main.cpp:18:24: error: use of deleted function ‘std::unique_ptr<_Tp, _Dp>::unique_ptr(const std::unique_ptr<_Tp, _Dp>&) [with _Tp = A; _Dp = std::default_delete]’
   18 |     unique_ptr<A> p2 = p1;
      |                        ^~
In file included from /usr/include/c++/11/memory:76,
                 from main.cpp:3:
/usr/include/c++/11/bits/unique_ptr.h:468:7: note: declared here
  468 |       unique_ptr(const unique_ptr&) = delete;
      |       ^~~~~~~~~~

上面的代码将给出编译时错误，因为在唯一指针的情况下我们无法将指针 p2 分配给 p1。我们必须使用移动语义来达到这样的目的，如下所示。

实施例3

使用移动语义管理类型 A 的对象。

// C++ Program to implement unique_ptr 
#include <iostream> 
#include <memory> 
using namespace std; 
  
struct A { 
    void printA() { cout << "A struct...." << endl; } 
}; 
int main() 
{ 
    unique_ptr<A> p1(new A); 
    p1->printA(); 
    
    // displays address of the containing pointer 
    cout << p1.get() << endl; 
  
    // now address stored in p1 shpould get copied to p2 
    unique_ptr<A> p2 = move(p1); 
  
    p2->printA(); 
    cout << p1.get() << endl; 
    cout << p2.get() << endl; 
    return 0; 
}

A struct....
0x2018c20
A struct....
0
0x2018c20

注意，一旦指针 p1 中的地址复制到指针 p2 中，指针 p1 的地址将变为 NULL(0)，并且 p2 存储的地址现在与 p1 存储的地址相同，表明 p1 中的地址已转移到指针p2 使用移动语义。