C++ Linux系統中如何使用智能指針

在C++中，智能指針是一種對象，它模擬了原始指針的行為，但提供了額外的內存管理功能。智能指針可以幫助防止內存泄漏，因為它們會在不再需要時自動釋放所指向的內存。在Linux系統上使用智能指針，通常會用到以下幾種類型：

1. std::unique_ptr：獨占資源所有權的智能指針，不允許拷貝，只能移動。
2. std::shared_ptr：共享資源所有權的智能指針，允許多個指針指向同一塊內存，通過引用計數來管理資源的生命周期。
3. std::weak_ptr：配合std::shared_ptr使用，不控制對象的生命周期，只是觀察者，用于解決循環引用問題。

下面是如何在Linux系統中使用這些智能指針的一些基本示例：

std::unique_ptr 示例

#include <iostream>
#include <memory>

class Resource {
public:
    Resource() { std::cout << "Resource acquired\n"; }
    ~Resource() { std::cout << "Resource destroyed\n"; }
};

int main() {
    // 創建一個 unique_ptr 實例
    std::unique_ptr<Resource> ptr(new Resource());

    // 使用 unique_ptr
    // ...

    // 當 unique_ptr 離開作用域時，資源會被自動釋放
    return 0;
}

std::shared_ptr 示例

#include <iostream>
#include <memory>

class Resource {
public:
    Resource() { std::cout << "Resource acquired\n"; }
    ~Resource() { std::cout << "Resource destroyed\n"; }
};

int main() {
    // 創建一個 shared_ptr 實例
    std::shared_ptr<Resource> ptr1(new Resource());

    {
        // 創建另一個 shared_ptr 實例，共享同一個資源
        std::shared_ptr<Resource> ptr2 = ptr1;

        // 使用 shared_ptr
        // ...
    } // ptr2 離開作用域，但資源不會被銷毀，因為 ptr1 仍然指向它

    // 使用 shared_ptr
    // ...

    // 當最后一個指向資源的 shared_ptr 離開作用域時，資源會被自動釋放
    return 0;
}

std::weak_ptr 示例

#include <iostream>
#include <memory>

class Resource {
public:
    Resource() { std::cout << "Resource acquired\n"; }
    ~Resource() { std::cout << "Resource destroyed\n"; }
};

int main() {
    // 創建一個 shared_ptr 實例
    std::shared_ptr<Resource> sharedPtr(new Resource());

    // 創建一個 weak_ptr 實例，觀察 shared_ptr 管理的資源
    std::weak_ptr<Resource> weakPtr = sharedPtr;

    {
        // 嘗試鎖定 weak_ptr 來獲取一個 shared_ptr
        if (auto lockedPtr = weakPtr.lock()) {
            // 使用鎖定的 shared_ptr
            // ...
        } else {
            std::cout << "Resource has been destroyed\n";
        }
    } // 鎖定的 shared_ptr 離開作用域，但資源不會被銷毀，因為 sharedPtr 仍然指向它

    // 當最后一個指向資源的 shared_ptr 離開作用域時，資源會被自動釋放
    return 0;
}

在使用智能指針時，應遵循RAII（Resource Acquisition Is Initialization）原則，確保資源獲取即初始化，并在對象生命周期結束時自動釋放資源。這樣可以有效避免內存泄漏和其他資源管理問題。