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C++如何在内存管理中使用make_unique和make_shared

P粉602998670

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发布时间:2025-09-08 10:21:01

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来源于php中文网

原创

std::make_unique和std::make_shared通过原子操作确保异常安全,避免内存泄漏,并提升代码简洁性与性能。

c++如何在内存管理中使用make_unique和make_shared

在C++的现代内存管理实践中,

std::make_unique
std::make_shared
是创建和管理智能指针(
std::unique_ptr
std::shared_ptr
)的核心工具。它们的主要作用在于提供一种更安全、更高效且更符合惯用法的对象创建方式,尤其是在处理异常安全和资源管理时,它们能有效避免直接使用
new
可能带来的潜在问题,让代码变得更健壮、更易读。简单来说,它们是智能指针家族的“工厂”,负责以最佳姿态生产出受智能指针管理的对象。

解决方案 在我看来,使用

make_unique
make_shared
不仅仅是一种最佳实践,更是一种编程哲学上的进步。它们将对象的创建与智能指针的绑定过程封装起来,解决了长久以来困扰C++开发者的一些痛点。

想象一下,如果你直接使用

new
来创建一个对象,然后将其传递给一个智能指针的构造函数,比如这样:
std::shared_ptr<MyObject> ptr(new MyObject(arg1, arg2));
这看起来没什么问题,但在更复杂的表达式中,比如
some_function(std::shared_ptr<MyObject>(new MyObject()), another_function())
,编译器可能会先执行
new MyObject()
,然后执行
another_function()
,最后才调用
std::shared_ptr
的构造函数。如果
another_function()
抛出异常,那么
new MyObject()
分配的内存就永远无法被释放,导致内存泄漏。这是一个经典的异常安全陷阱。

make_unique
make_shared
正是为了解决这个问题而生。它们确保了对象内存的分配和智能指针的构造是在一个单一的、原子的操作中完成,从而避免了中间状态可能导致的资源泄漏。

对于

std::unique_ptr
std::make_unique
的使用非常直接:

#include <memory>
#include <iostream>

class MyUniqueObject {
public:
    MyUniqueObject() { std::cout << "MyUniqueObject constructed\n"; }
    ~MyUniqueObject() { std::cout << "MyUniqueObject destroyed\n"; }
    void greet() { std::cout << "Hello from unique object!\n"; }
};

// 使用 make_unique
std::unique_ptr<MyUniqueObject> u_ptr = std::make_unique<MyUniqueObject>();
// u_ptr->greet(); // 可以正常使用

make_unique
在C++14中才被标准化,但它的理念和实现都非常简单,本质上就是
return unique_ptr<T>(new T(args...));
。它带来的主要是异常安全和代码简洁性。

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std::shared_ptr
则有更深层次的优化,这体现在
std::make_shared
上:

#include <memory>
#include <iostream>

class MySharedObject {
public:
    MySharedObject(int id) : id_(id) { std::cout << "MySharedObject " << id_ << " constructed\n"; }
    ~MySharedObject() { std::cout << "MySharedObject " << id_ << " destroyed\n"; }
    void show_id() { std::cout << "Shared object ID: " << id_ << "\n"; }
private:
    int id_;
};

// 使用 make_shared
std::shared_ptr<MySharedObject> s_ptr = std::make_shared<MySharedObject>(123);
// s_ptr->show_id(); // 可以正常使用

// 共享所有权
std::shared_ptr<MySharedObject> s_ptr2 = s_ptr;

make_shared
的优势不仅仅是异常安全,它还有一个重要的性能考量。当你使用
new MySharedObject()
然后传给

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