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C++ std::unique_ptr 独占语义是什么?(如何安全地在函数间传递权)

裘德小鎮的故事

裘德小鎮的故事

发布时间:2026-02-11 11:32:03

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来源于php中文网

原创

std::unique_ptr 禁止拷贝,只支持移动,强制明确内存管理责任;传参用引用(只读)或按值(接管),移动后原指针失效;与裸指针或 shared_ptr 混用易导致 double free 或悬空。

c++ std::unique_ptr 独占语义是什么?(如何安全地在函数间传递权)

std::unique_ptr 的所有权不能复制,只能移动

独占语义的核心就一句话:std::unique_ptr 禁止拷贝构造和拷贝赋值,只允许移动。这不是设计缺陷,而是刻意为之——它用编译器强制你面对“谁负责释放内存”这个问题。

常见错误现象:error: use of deleted function 'std::unique_ptr::unique_ptr(const std::unique_ptr&)',通常出现在试图把 std::unique_ptr 当普通参数传给函数、或放进 std::vector 时直接 push_back 拷贝。

  • 想传入函数处理?用 std::unique_ptr&(引用)或 const std::unique_ptr&(只读访问)
  • 想把所有权交出去?必须显式调用 std::move(ptr),且之后原变量进入有效但未定义状态(不能再解引用)
  • 想返回新所有权?函数返回类型写 std::unique_ptr,return 时也得用 std::move 或直接构造(如 return std::make_unique()

std::move 不是“移动”,只是类型转换

std::move 本身不搬数据、不调析构、不改内存,它只是把左值强制转成右值引用,好让编译器选中移动构造/移动赋值重载。很多人以为写了 std::move 就安全了,其实不是。

使用场景:只有在你明确要放弃当前变量的所有权时才用。比如函数返回一个局部 std::unique_ptr,或者把某个指针交给另一个作用域管理。

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  • 错误用法:std::unique_ptr p = std::make_unique(42); auto q = std::move(p); *p = 100; —— p 已失效,解引用是未定义行为
  • 正确习惯:移动后立即置空(p.reset())或不再使用,尤其在条件分支里容易漏掉
  • 性能影响:移动 std::unique_ptr 是 O(1),比深拷贝快得多,但别为了“看起来高效”滥用 std::move

函数参数怎么写,取决于你想要什么语义

std::unique_ptr 进函数,三种写法对应三种意图,不能混用:

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  • 只读访问:用 const std::unique_ptr& —— 不影响所有权,函数内不能转移走
  • 接管所有权:用 std::unique_ptr(按值)—— 调用方必须 std::move,函数获得唯一控制权
  • 可能修改内部对象但不接管:用 T*T& —— 最轻量,不涉及智能指针生命周期,适合纯业务逻辑

容易踩的坑:把按值接收的函数误当成“可拷贝”,结果在调用处忘了 std::move;或者把 std::unique_ptr& 当成能转移的入口,实际函数体里没调 std::move,导致所有权滞留在调用方。

和 raw pointer / shared_ptr 混用要格外小心

std::unique_ptr 和裸指针之间可以双向转换(.get() 取地址,std::unique_ptr(raw_ptr) 接管),但一旦交出去,你就得确保没人再用那个裸指针——否则 double free 或悬空指针立刻出现。

std::shared_ptr 互转更危险:std::shared_ptr 构造时会接管 std::unique_ptr 的原始指针,但此时 std::unique_ptr 已被 move 空,而 std::shared_ptr 的引用计数机制和 std::unique_ptr 的独占假设完全冲突。

  • 禁止:用同一个裸指针同时初始化 std::unique_ptrstd::shared_ptr
  • 禁止:从 std::unique_ptr.get() 得到的指针,再拿去 new 一个 std::shared_ptr
  • 建议:需要共享语义?一开始就用 std::shared_ptr;需要独占?全程别暴露裸指针

真正难的不是语法,是每次拿到一个 std::unique_ptr 时,都得问一句:这个指针现在归谁管?我动它,会不会让别人崩溃?

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