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C++怎么使用unique_ptr_C++资源管理教程【现代】

冰火之心

冰火之心

发布时间:2026-02-21 12:36:02

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来源于php中文网

原创

unique_ptr不可拷贝只能移动,需用std::move转移所有权;推荐std::make_unique创建,避免异常安全问题;函数返回时自动移动,无需显式std::move;存入容器时确保指向堆对象,跨线程等场景须明确所有权边界。

c++怎么使用unique_ptr_c++资源管理教程【现代】

unique_ptr 不能拷贝,只能移动

这是最常踩的坑:直接写 std::unique_ptr<int> p2 = p1;</int> 会编译失败,报错信息类似 use of deleted function 'std::unique_ptr<_tp _dp>::unique_ptr(const std::unique_ptr<_tp _dp>&)'</_tp></_tp>。因为 unique_ptr 的拷贝构造函数被显式删除了,它只允许转移所有权。

正确做法是用 std::move 显式移交控制权:

std::unique_ptr<int> p1 = std::make_unique<int>(42);
std::unique_ptr<int> p2 = std::move(p1); // p1 现在为空,p2 持有对象
  • 移动后原指针变为空(p1 == nullptr 成立)
  • 如果忘了 std::move,编译器会直接拒绝,不是运行时崩溃——这是安全设计,但新手容易卡在这一步
  • 函数传参/返回时也一样:想把所有权交出去,参数类型得是 std::unique_ptr<t></t>std::unique_ptr<t>&&</t>,不能是 const std::unique_ptr<t>&</t>(后者只能观察,不能移出)

make_unique 是首选创建方式

别手写 new 配合构造函数,比如 std::unique_ptr<int>(new int(42))</int>。这看似可行,但有异常安全风险:如果后续构造其他对象抛异常,new 出来的内存可能泄漏。

std::make_unique 能保证“全成功或全不发生”:

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auto p = std::make_unique<std::string>("hello"); // 安全
auto q = std::make_unique<int[]>(100);           // 创建数组,注意括号是 () 不是 []
  • 不支持自定义删除器的直接初始化(如文件句柄),这时才需要手写 unique_ptr 构造: std::unique_ptr<file decltype> fp(fopen("x.txt", "r"), &fclose);</file>
  • 数组版本(int[])和单对象版本(int)的 unique_ptr 类型不兼容,删除器也不同,混用会编译失败
  • C++14 才引入 make_unique,老项目若限 C++11,得自己封装或接受裸 new 的风险

作为函数返回值时,移动语义自动触发

很多人担心“返回 unique_ptr 会不会触发拷贝”,其实完全不必:C++11 起,满足条件的局部对象返回会被强制移动(即使没写 std::move),编译器还会做返回值优化(RVO)进一步省掉移动开销。

std::unique_ptr<std::vector<double>> load_data() {
    auto ptr = std::make_unique<std::vector<double>>();
    ptr->resize(1000000);
    return ptr; // 这里自动移动,无需 std::move(ptr)
}
  • 返回右值引用(如 return std::move(ptr))反而可能阻止 RVO,纯属多此一举
  • 如果函数参数是 unique_ptr 值类型,调用方必须移动传入:process(load_data()); 合法,但 process(p);(p 是左值)需写成 process(std::move(p));
  • 返回 nullptr 是合法且常见的空状态表达,比返回裸指针更明确意图

和容器一起用要注意所有权边界

unique_ptr 存进 std::vector 很常见,但容易误以为“容器销毁时自动释放所有对象”就万事大吉——其实只是释放了指针本身,真正资源是否释放,取决于你有没有让每个 unique_ptr 指向有效堆对象。

std::vector<std::unique_ptr<int>> v;
v.push_back(std::make_unique<int>(1));
v.push_back(std::make_unique<int>(2));
// v 析构时,两个 int 自动 delete
  • 别往容器里塞从栈上取地址的指针(如 int x = 42; v.push_back(std::unique_ptr<int>(&x));</int>),析构时会 double-delete 或访问非法内存
  • 容器元素之间互不影响所有权,v[0].reset() 只释放第一个对象,不影响其余
  • 如果需要共享所有权,unique_ptr 不合适,该换 std::shared_ptr;但共享有引用计数开销,别为偷懒滥用

真正难的不是语法,是判断“谁该拥有这块内存”。一旦跨线程、进回调、塞进第三方库接口,unique_ptr 的移动边界就很容易模糊——这时候宁可多写几行注释,也别靠直觉猜所有权归属。

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