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C++中的std::make_unique是什么?(为什么在异常安全中必不可少)

尼克

尼克

发布时间:2026-02-13 14:50:04

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来源于php中文网

原创

std::make_unique是c++14引入的安全工厂函数,用于构造std::unique_ptr,避免new与unique_ptr手动组合导致的异常安全问题和资源泄漏;它不支持自定义删除器、数组类型、不完全类型或placement new等场景。

c++中的std::make_unique是什么?(为什么在异常安全中必不可少)

std::make_unique 是什么,它和 new 有什么区别

它是一个工厂函数,用来安全构造 std::unique_ptr 所管理的对象。本质是把 newunique_ptr 的绑定过程封装成一步,避免裸指针中转。

常见错误现象:手写 std::unique_ptr<t>(new T(args...))</t> 看似等价,但可能引发资源泄漏——尤其当构造函数抛异常、或参数求值顺序不确定时(比如多个 new 表达式同时出现在一个函数调用里)。

实操建议:

  • 永远优先用 std::make_unique<t>(args...)</t>,而不是 new + 构造 unique_ptr
  • std::make_unique 不支持自定义删除器(deleter),需要时只能退回到显式构造 std::unique_ptr
  • 它不支持数组类型初始化(如 std::make_unique<int>(10)</int> 是合法的,但 std::make_unique<int>()</int> 不行;后者需用 std::unique_ptr<int></int> 显式构造)

为什么在异常安全中“必不可少”

关键不在“它自己抛异常”,而在它消除了“部分构造成功却无法回滚”的风险。C++ 标准规定:函数参数按未指定顺序求值,若某参数含 new,另一参数构造抛异常,则已分配的内存无法被自动释放。

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使用场景:函数接受多个 std::unique_ptr 参数,或作为其他对象成员初始化的一部分。

示例对比:

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// 危险!可能泄漏
f(std::unique_ptr<A>(new A), std::unique_ptr<B>(new B())); // 若 B() 抛异常,A 的内存永久丢失

// 安全!两个 new 都由 make_unique 内部完成,且受同一异常边界保护
f(std::make_unique<A>(), std::make_unique<B>()); // 要么都成,要么都败,无泄漏

性能影响:零开销抽象——std::make_unique 是纯转发,编译后和手写 new + unique_ptr 构造几乎一致;但异常安全收益是免费的。

哪些情况不能用 std::make_unique

它不是万能替代品。以下情形必须绕过它,直接构造 std::unique_ptr

  • 需要自定义删除器:std::unique_ptr<foo mydeleter>(new Foo, MyDeleter{})</foo>
  • 从已有裸指针接管所有权(例如 C API 返回的指针):std::unique_ptr<file>(fopen(...), fclose)</file>
  • 构造不完全类型(incomplete type),比如前向声明类,此时 make_unique 无法得知 sizeof,会编译失败
  • 需要延迟构造(placement new 场景),make_unique 总是调用默认分配器和默认构造

兼容性与陷阱:C++11/14/17 的差异

std::make_unique 是 C++14 引入的,C++11 标准库并不提供。很多项目仍用 C++11 工具链,或误以为头文件包含 <memory></memory> 就一定有它。

常见错误现象:error: 'make_unique' is not a member of 'std',即使写了 #include <memory></memory>

实操建议:

  • 确认编译器标准:GCC 4.9+、Clang 3.4+、MSVC 2015+ 支持 C++14 及以上才默认启用 std::make_unique
  • 不要依赖宏判断 __cplusplus 值(它在 GCC 中常不准确),改用 __cpp_lib_make_unique 特性宏检测
  • 若必须支持 C++11,可自行实现最小可用版(仅支持单参数、无删除器、非数组),但注意别和标准库冲突

最易被忽略的一点:即使编译通过,也要检查是否所有 make_unique 调用都落在异常安全的关键路径上——漏掉一处,整条链就退回裸指针风险模型。

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