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Linux C++中智能指針的使用指南

小樊
46
2025-06-21 20:49:49
欄目: 編程語言

在Linux C++中,智能指針是一種用于自動管理動態分配內存的工具,它們可以幫助開發者避免內存泄漏、野指針等問題。C++11標準引入了三種主要的智能指針:std::unique_ptr、std::shared_ptrstd::weak_ptr。以下是這些智能指針的使用指南:

std::unique_ptr

std::unique_ptr是一個獨占所有權的智能指針,它保證在其生命周期結束時釋放所管理的資源。std::unique_ptr不能被復制,但可以通過移動語義轉移所有權。

#include <iostream>
#include <memory>

class MyClass {
public:
    MyClass() { std::cout << "MyClass constructor
"; }
    ~MyClass() { std::cout << "MyClass destructor
"; }
    void doSomething() { std::cout << "Doing something
"; }
};

int main() {
    // 使用 std::unique_ptr
    std::unique_ptr<MyClass> ptr(new MyClass());
    ptr->doSomething();
    // 當 ptr 離開作用域時,MyClass 的實例會被自動刪除
    return 0;
}

std::shared_ptr

std::shared_ptr允許多個指針共享同一個對象的所有權。它通過引用計數機制來管理對象的生命周期,當最后一個std::shared_ptr被銷毀或重置時,對象才會被刪除。

#include <iostream>
#include <memory>

class MyClass {
public:
    MyClass() { std::cout << "MyClass constructor
"; }
    ~MyClass() { std::cout << "MyClass destructor
"; }
    void doSomething() { std::cout << "Doing something
"; }
};

int main() {
    // 使用 std::shared_ptr
    std::shared_ptr<MyClass> ptr = std::make_shared<MyClass>();
    ptr->doSomething();
    return 0;
}

std::weak_ptr

std::weak_ptr是為了配合std::shared_ptr而引入的一種智能指針,它用于觀察但不擁有資源,不會影響對象的生命周期。std::weak_ptr通常用于解決循環引用問題。

#include <iostream>
#include <memory>

class MyClass {
public:
    MyClass() { std::cout << "MyClass constructor
"; }
    ~MyClass() { std::cout << "MyClass destructor
"; }
    void doSomething() { std::cout << "Doing something
"; }
};

int main() {
    std::shared_ptr<MyClass> sharedResource = std::make_shared<MyClass>();
    std::weak_ptr<MyClass> weakResource(sharedResource);

    if (auto locked = weakResource.lock()) {
        // 可以安全訪問對象
        std::cout << "Accessing resource via weak_ptr." << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Resource has been destroyed." << std::endl;
    }

    sharedResource.reset(); // 重置 shared_ptr,此時 Resource 被銷毀

    // 嘗試再次鎖定 weak_ptr
    if (auto lockedAgain = weakResource.lock()) {
        std::cout << "Accessing resource via weak_ptr." << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Resource has been destroyed." << std::endl;
    }

    return 0;
}

在使用智能指針時,需要注意以下幾點:

  • 不要將一個原生指針交給多個智能指針管理。
  • 不要在函數實參中創建智能指針。
  • 不要不加思考地把指針替換為智能指針來防止內存泄漏,智能指針并不是萬能的。
  • 在多線程環境中使用智能指針時,需要注意線程安全問題。

以上就是在Linux C++中使用智能指針的基本指南,希望對你有所幫助。

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