Linux C++中智能指針使用指南

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資源。在Linux環境下使用C++時，推薦使用以下幾種智能指針：

1. std::unique_ptr：這種智能指針擁有所指向的對象，并且保證同一時間只有一個unique_ptr可以指向該對象。當unique_ptr被銷毀時，它所指向的對象也會被自動刪除。它不能被復制到另一個unique_ptr，但可以被移動。

   #include <memory>
   
   std::unique_ptr<int> p1(new int(42));
   // std::unique_ptr<int> p2 = p1; // 錯誤，不能復制
   std::unique_ptr<int> p3 = std::move(p1); // 正確，轉移所有權
   

2. std::shared_ptr：這種智能指針允許多個指針共享同一個對象的所有權。它使用引用計數來跟蹤有多少個shared_ptr指向同一個對象。當最后一個指向對象的shared_ptr被銷毀或者重置時，對象會被自動刪除。

   #include <memory>
   
   std::shared_ptr<int> p1(new int(42));
   std::shared_ptr<int> p2 = p1; // 正確，共享所有權
   

3. std::weak_ptr：這種智能指針是為了配合shared_ptr而設計的，它指向一個由shared_ptr管理的對象，但是不會增加引用計數。這可以用來打破循環引用的問題。

   #include <memory>
   
   std::shared_ptr<int> shared = std::make_shared<int>(42);
   std::weak_ptr<int> weak = shared; // 正確，不增加引用計數
   

使用智能指針時的一些最佳實踐：

• 盡可能使用std::make_unique和std::make_shared來創建智能指針，這樣可以避免直接使用new，并且可以提高異常安全性。
• 避免裸指針（raw pointers），除非你有充分的理由需要它們。
• 當你需要共享所有權時，使用std::shared_ptr。
• 當你需要打破循環引用時，使用std::weak_ptr。
• 盡量避免使用std::auto_ptr，因為它已經被認為是不安全的，并且在C++11中被棄用。

下面是一個簡單的例子，展示了如何使用std::unique_ptr和std::shared_ptr：

#include <iostream>
#include <memory>

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

void uniquePtrExample() {
    std::unique_ptr<Resource> resPtr(new Resource());
    // 使用resPtr
    // 當uniquePtrExample函數結束時，resPtr會自動釋放資源
}

void sharedPtrExample() {
    std::shared_ptr<Resource> resSharedPtr1(new Resource());
    {
        std::shared_ptr<Resource> resSharedPtr2 = resSharedPtr1;
        // 使用resSharedPtr1和resSharedPtr2
        // 當這個內部作用域結束時，resSharedPtr2被銷毀，但資源不會被釋放
        // 因為resSharedPtr1仍然指向它
    }
    // 使用resSharedPtr1
    // 當sharedPtrExample函數結束時，resSharedPtr1被銷毀，資源也被釋放
}

int main() {
    uniquePtrExample();
    sharedPtrExample();
    return 0;
}

在這個例子中，uniquePtrExample函數展示了std::unique_ptr的使用，而sharedPtrExample函數展示了std::shared_ptr的使用。注意資源的釋放時機。