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c++中unique_ptr和shared_ptr的区别是什么_比较C++中unique_ptr与shared_ptr的区别与适用场景

穿越時空

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发布时间:2025-10-28 23:10:01

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来源于php中文网

原创

unique_ptr独占所有权,轻量高效,适用于单一所有者场景;shared_ptr共享所有权,带引用计数开销,适合多指针共享对象但需防循环引用。

c++中unique_ptr和shared_ptr的区别是什么_比较c++中unique_ptr与shared_ptr的区别与适用场景

在C++中,unique_ptrshared_ptr 是两种智能指针,用于自动管理动态分配的对象生命周期,防止内存泄漏。它们的核心区别在于所有权模型和资源管理方式。

所有权语义不同

unique_ptr 表示独占所有权。同一时间只能有一个 unique_ptr 指向某个对象。当 unique_ptr 被销毁时,它所拥有的对象也会被自动删除。

shared_ptr 实现共享所有权。多个 shared_ptr 可以指向同一个对象,内部使用引用计数来跟踪有多少个指针共享该资源。只有当最后一个 shared_ptr 被销毁时,对象才会被释放。

例如:

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std::unique_ptr ptr1 = std::make_unique(42);
// std::unique_ptr ptr2 = ptr1; // 错误:不能复制
std::unique_ptr ptr2 = std::move(ptr1); // 正确:通过移动转移所有权
std::shared_ptr sptr1 = std::make_shared(42);
std::shared_ptr sptr2 = sptr1; // 正确:引用计数+1

性能开销差异

unique_ptr 几乎没有运行时开销。它不使用引用计数,底层实现接近原始指针,是轻量级的RAII工具

shared_ptr 有额外开销:每个对象需要一个控制块来存储引用计数(和弱引用计数),每次拷贝或析构都要原子操作更新计数,影响性能,尤其是在多线程环境中。

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适用场景对比

选择哪种智能指针取决于资源的所有权需求:

  • 使用 unique_ptr 的情况:
    • 资源由单个所有者管理
    • 类成员变量持有独占资源
    • 工厂函数返回新创建的对象
    • 追求高性能、低开销的场景
  • 使用 shared_ptr 的情况:
    • 多个部分需要共享同一个对象
    • 对象生命周期不确定,需自动延迟释放
    • 回调机制中传递对象(如异步操作)
    • 树形结构中父子节点互相引用(配合 weak_ptr 避免循环引用)

循环引用问题

shared_ptr 在管理有向图或双向引用结构时容易出现循环引用,导致内存泄漏。例如两个对象互相持有对方的 shared_ptr,引用计数永远不会归零。

解决方案是使用 weak_ptr 打破循环。weak_ptr 不增加引用计数,只观察对象是否存在。

unique_ptr 不存在这个问题,因为它不允许共享。

基本上就这些。unique_ptr 更高效、安全,应作为首选;shared_ptr 提供灵活性,适合需要共享的场景,但要注意性能和循环引用风险。

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