1. 獨占指針unique_ptr

目錄

1. 獨占指針unique_ptr

1.1 unique_ptr含義

1.2 C++11特性

1.3 C++14特性

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1.1 unique_ptr含義

unique_ptr 是 C++ 11 提供的用于防止內存泄漏的智能指針中的一種實現，獨享被管理對象指針所有權的智能指針。unique_ptr對象包裝一個原始指針，并負責其生命周期。當該對象被銷毀時，會在其析構函數中刪除關聯的原始指針。 unique_ptr具有->和*運算符重載符，因此它可以像普通指針一樣使用。 查看下面的示例：

#include <iostream>
#include <memory>
?
struct Task {int mId;Task(int id ) :mId(id) {std::cout << "Task::Constructor" << std::endl;}~Task() {std::cout << "Task::Destructor" << std::endl;}
};
?
int main()
{// 通過原始指針創建 unique_ptr 實例std::unique_ptr<Task> taskPtr(new Task(23));
?//通過 unique_ptr 訪問其成員int id = taskPtr->mId;std::cout << id << std::endl;
?return 0;
}

對應輸出：

Task::Constructor
23
Task::Destructor

unique_ptr <Task> 對象 taskPtr 接受原始指針作為參數。現在當main函數退出時，該對象超出作用范圍就會調用其析構函數，在unique_ptr對象taskPtr 的析構函數中，會刪除關聯的原始指針，這樣就不用專門delete Task對象了。 這樣不管函數正常退出還是異常退出（由于某些異常），也會始終調用taskPtr的析構函數。因此，原始指針將始終被刪除并防止內存泄漏。

1.2 C++11特性

1.2.1 unique_ptr 獨享所有權

unique_ptr對象始終是關聯的原始指針的唯一所有者。我們無法復制unique_ptr對象，它只能移動。 由于每個unique_ptr對象都是原始指針的唯一所有者，因此在其析構函數中它直接刪除關聯的指針，不需要任何參考計數。

創建一個空的 unique_ptr 對象

創建一個空的unique_ptr<int>對象，因為沒有與之關聯的原始指針，所以它是空的。

std::unique_ptr<int> ptr1;

1.2.2 檢查 unique_ptr 對象是否為空

有兩種方法可以檢查 unique_ptr 對象是否為空或者是否有與之關聯的原始指針。

// 方法1
if(!ptr1)std::cout<<"ptr1 is empty"<<std::endl;
// 方法2
if(ptr1 == nullptr)std::cout<<"ptr1 is empty"<<std::endl;

1.2.3 使用原始指針創建 unique_ptr 對象

要創建非空的 unique_ptr 對象，需要在創建對象時在其構造函數中傳遞原始指針，即：

std::unique_ptr<Task> taskPtr(new Task(22));

不能通過賦值的方法創建對象，下面的這句是錯誤的

std::unique_ptr<Task> taskPtr2 = new Task(); // 編譯錯誤

1.3 C++14特性

1.3.1 使用 std::make_unique 創建 unique_ptr 對象 / C++14

std::make_unique<>() 是C++ 14 引入的新函數

std::unique_ptr<Task> taskPtr = std::make_unique<Task>(34);

1.3.2 獲取被管理對象的指針

使用get()·函數獲取管理對象的指針。

Task *p1 = taskPtr.get();

1.3.3 重置 unique_ptr 對象

在 unique_ptr 對象上調用reset()函數將重置它，即它將釋放delete關聯的原始指針并使unique_ptr 對象為空。

taskPtr.reset();

1.3.4 unique_ptr 對象不可復制

由于 unique_ptr 不可復制，只能移動。因此，我們無法通過復制構造函數或賦值運算符創建unique_ptr對象的副本。

// 編譯錯誤 : unique_ptr 不能復制
std::unique_ptr<Task> taskPtr3 = taskPtr2; // Compile error// 編譯錯誤 : unique_ptr 不能復制
taskPtr = taskPtr2; //compile error

1.3.5 轉移 unique_ptr 對象的所有權

我們無法復制 unique_ptr 對象，但我們可以轉移它們。這意味著 unique_ptr 對象可以將關聯的原始指針的所有權轉移到另一個 unique_ptr 對象。讓我們通過一個例子來理解：

#include <iostream>
#include <memory>struct Task {int mId;Task(int id ) :mId(id) {std::cout << "Task::Constructor" << std::endl;}~Task() {std::cout << "Task::Destructor" << std::endl;}
};int main()
{// 通過原始指針創建 unique_ptr 實例std::unique_ptr<Task> taskPtr(new Task(23));//通過 unique_ptr 訪問其成員int id = taskPtr->mId;std::cout << id << std::endl;// 通過原始指針創建 taskPtr2
std::unique_ptr<Task> taskPtr2(new Task(55));
// 把taskPtr2中關聯指針的所有權轉移給taskPtr4
std::unique_ptr<Task> taskPtr4 = std::move(taskPtr2);
// 現在taskPtr2關聯的指針為空
if(taskPtr2 == nullptr)std::cout<<"taskPtr2 is  empty"<<std::endl;// taskPtr2關聯指針的所有權現在轉移到了taskPtr4中
if(taskPtr4 != nullptr)std::cout<<"taskPtr4 is not empty"<<std::endl;// 會輸出55
std::cout<< taskPtr4->mId << std::endl;return 0;
}

輸出：

Task::Constructor
23
Task::Constructor
taskPtr2 is  empty
taskPtr4 is not empty
55
Task::Destructor
Task::Destructor

std::move() 將把 taskPtr2 轉換為一個右值引用。因此，調用 unique_ptr 的移動構造函數，并將關聯的原始指針傳輸到 taskPtr4。在轉移完原始指針的所有權后， taskPtr2將變為空。

1.3.6 釋放關聯的原始指針

在 unique_ptr 對象上調用 release()將釋放其關聯的原始指針的所有權，并返回原始指針。這里是釋放所有權，并沒有delete原始指針，reset()會delete原始指針。

std::unique_ptr<Task> taskPtr5(new Task(55));
// 不為空
if(taskPtr5 != nullptr)std::cout<<"taskPtr5 is not empty"<<std::endl;
// 釋放關聯指針的所有權
Task * ptr = taskPtr5.release();
// 現在為空
if(taskPtr5 == nullptr)std::cout<<"taskPtr5 is empty"<<std::endl;

完整示例程序

#include <iostream>
#include <memory>struct Task {int mId;Task(int id ) :mId(id) {std::cout<<"Task::Constructor"<<std::endl;}~Task() {std::cout<<"Task::Destructor"<<std::endl;}
};int main()
{// 空對象 unique_ptrstd::unique_ptr<int> ptr1;// 檢查 ptr1 是否為空if(!ptr1)std::cout<<"ptr1 is empty"<<std::endl;// 檢查 ptr1 是否為空if(ptr1 == nullptr)std::cout<<"ptr1 is empty"<<std::endl;// 不能通過賦值初始化unique_ptr// std::unique_ptr<Task> taskPtr2 = new Task(); // Compile Error// 通過原始指針創建 unique_ptrstd::unique_ptr<Task> taskPtr(new Task(23));// 檢查 taskPtr 是否為空if(taskPtr != nullptr)std::cout<<"taskPtr is  not empty"<<std::endl;// 訪問 unique_ptr關聯指針的成員std::cout<<taskPtr->mId<<std::endl;std::cout<<"Reset the taskPtr"<<std::endl;// 重置 unique_ptr 為空，將刪除關聯的原始指針taskPtr.reset();// 檢查是否為空 / 檢查有沒有關聯的原始指針if(taskPtr == nullptr)std::cout<<"taskPtr is  empty"<<std::endl;// 通過原始指針創建 unique_ptrstd::unique_ptr<Task> taskPtr2(new Task(55));if(taskPtr2 != nullptr)std::cout<<"taskPtr2 is  not empty"<<std::endl;// unique_ptr 對象不能復制//taskPtr = taskPtr2; //compile error//std::unique_ptr<Task> taskPtr3 = taskPtr2;{// 轉移所有權（把unique_ptr中的指針轉移到另一個unique_ptr中）std::unique_ptr<Task> taskPtr4 = std::move(taskPtr2);// 轉移后為空if(taskPtr2 == nullptr)std::cout << "taskPtr2 is  empty" << std::endl;// 轉進來后非空if(taskPtr4 != nullptr)std::cout<<"taskPtr4 is not empty"<<std::endl;std::cout << taskPtr4->mId << std::endl;//taskPtr4 超出下面這個括號的作用于將delete其關聯的指針}std::unique_ptr<Task> taskPtr5(new Task(66));if(taskPtr5 != nullptr)std::cout << "taskPtr5 is not empty" << std::endl;// 釋放所有權Task * ptr = taskPtr5.release();if(taskPtr5 == nullptr)std::cout << "taskPtr5 is empty" << std::endl;std::cout << ptr->mId << std::endl;delete ptr;return 0;
}

輸出

ptr1 is empty
ptr1 is empty
Task::Constructor
taskPtr is  not empty
23
Reset the taskPtr
Task::Destructor
taskPtr is  empty
Task::Constructor
taskPtr2 is  not empty
taskPtr2 is  empty
taskPtr4 is not empty
55
Task::Destructor
Task::Constructor
taskPtr5 is not empty
taskPtr5 is empty
66
Task::Destructor

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【Smart_Point】C/C++ 中独占指针unique_ptr的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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