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c++ shared_ptr和unique_ptr的区别_c++智能指针类型对比

裘德小鎮的故事

裘德小鎮的故事

发布时间:2025-11-11 11:08:03

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来源于php中文网

原创

答案:unique_ptr用于独占所有权,轻量高效;shared_ptr支持共享所有权,有引用计数开销。需共享时才用shared_ptr,否则优先使用unique_ptr。

c++ shared_ptr和unique_ptr的区别_c++智能指针类型对比

在C++中,shared_ptrunique_ptr 是两种常用的智能指针类型,用于自动管理动态分配的对象生命周期。它们都定义在 头文件中,但设计目的和使用场景有明显区别

所有权语义不同

unique_ptr 实现独占式所有权。一个对象只能由一个 unique_ptr 指向,不能被多个 unique_ptr 共享。一旦转移所有权(通过 move 语义),原指针变为 nullptr。

例如:

unique_ptr ptr1 = make_unique(42);
unique_ptr ptr2 = move(ptr1); // 所有权转移
// 此时 ptr1 为 nullptr,ptr2 指向对象

shared_ptr 支持共享所有权。多个 shared_ptr 可以指向同一个对象,内部使用引用计数来追踪有多少个指针共享该资源。当最后一个 shared_ptr 被销毁时,对象才被释放。

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

shared_ptr sp1 = make_shared(100);
shared_ptr sp2 = sp1; // 引用计数加1
// 两者共享同一对象,计数为2

性能开销差异

unique_ptr 几乎没有运行时开销。它在编译期确定行为,生成的代码接近原始指针,是轻量级的智能指针。

shared_ptr 有额外开销:每个对象需要维护一个控制块(包含引用计数、弱引用计数等)。每次拷贝或销毁都要原子操作更新计数,尤其在多线程环境下成本更高。

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  • 内存占用更大:除了指向对象,还需控制块
  • 性能略低:计数操作影响速度

适用场景对比

优先使用 unique_ptr 的情况:

  • 资源只属于一个所有者
  • 需要高效、零成本抽象
  • 作为工厂函数返回值(可移动)
  • 替代裸指针实现异常安全

选择 shared_ptr 的典型场景:

  • 多个模块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
  • 构建观察者模式、回调系统等复杂关系

注意循环引用问题:shared_ptr 在双向关联(如父子节点互相持有)时容易造成内存泄漏,应配合 weak_ptr 使用。

转换与兼容性

可以从 unique_ptr 安全转换为 shared_ptr,因为这是所有权的提升:

unique_ptr up = make_unique(50);
shared_ptr sp = move(up); // 合法,up 变为空

反向转换不允许,因为 shared_ptr 可能不是唯一持有者。

基本上就这些。选哪种取决于是否需要共享。不复杂但容易忽略的是:默认用 unique_ptr,只有真正需要共享时再升级到 shared_ptr。

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