C++(标准库):06---智能指针之unique_ptr

一、unique_ptr类

• 头文件：#include<memory>
• 智能指针，是一个模板。创建智能指针时，必须提供指针所指的类型

与shared_ptr的不同之处：

• shared_ptr所指向的对象可以有多个其他shared_ptr智能指针
• 而unique_ptr所指向的对象只能有一个unique_ptr指针，也就是自己。当unique_ptr被销毁时，它所指向的对象也被销毁

二、unique_ptr类的初始化

• unique_ptr指针需要绑定到一个new返回的指针上，并且不能直接将new的结果用赋值运算符“=”赋值给unique_ptr

unique_ptr<double> p1;//正确
unique_ptr<int> p2(new int(42));//正确
unique_ptr<int> p3 = new int(42);//错误
           

三、unique_ptr之间不存在拷贝与赋值

• 原因：因为unique_ptr所指向的对象只能有一个unique_ptr指针，也就是一个引用计数。因此unique_ptr不支持普通的拷贝和赋值操作

unique_ptr<string> p1(new string("HelloWorld"));

unique_ptr<string> p2(p1);//是错误

unique_ptr<string> p3;
p3 = p1;//错误
           

特殊情况：

• 虽然两个unique_ptr不可以同时指向同一个内存对象，但是可以将一个即将销毁的unqie_ptr指针拷贝或赋值给另一个unqie_ptr
• 函数的参数传递和返回值就是一个很好的例子

//因为在函数内部的unique_ptr指针随着作用域的结束会自动销毁，因此可以将其作为返回值，然后将内存传递给另一个unique_ptr指针管理
unique_ptr<int> clone(int p)
{
    return unique_ptr<int>(new int(p));
}

/*unique_ptr<int> clone(int p)
{
    unique_ptr<int> ret(new int(p));
    return ret;
}*/
int main()
{
    unique_ptr<int> p = clone(10);
    cout <<*p << endl; //打印10
    return 0;
}
           

四、release、reset函数的使用

• 虽然unique_ptr之间不能拷贝与赋值。但是可以使用release和reset函数来将指针的所有权从一个（非const）unique_ptr转移给另一个unique

release函数

• 将当前的unique_ptr指针所指的内存置为空，并且对这块内存的所有权消失
• 返回值：返回当前unique_ptr所指的内存

unique_ptr<string> p1(new string("Hello"));

unique_ptr<string> p2(p1.release());//p1将自己所指的内存空间置空，并且返回该内存空间。之后对该内存空间的操作权消失，从而p2得到该内存的权限
           

注意事项：

• 因为release函数会使unque_ptr指针与内存之间的关系。所以unique_ptr调用release函数之后必须将返回值传递给另一个unqiue_ptr，否则就会内存泄露

unique_ptr<string> p1(new string("Hello"));
p1.release();//错误，虽然p1断开了与内存的关系，但是没有另一个unqieu_ptr来接手这块内存，造成内存泄漏

/*
改正：
unique_ptr<string> p2(p1.release()); //将p1的原来内存交给另一个unique_ptr管理
*/
           

reset函数

• 用来重置当前unqie_ptr指针。
• 重置之后接手另一块内存或者一直处于空状态

unique_ptr<string> p1(new string("Hello"));
p1.reset();//将p1置空，不指向内存对象
           

unique_ptr<string> p1(new string("Hello"));
p1.reset(nullptr);//同上
           

unique_ptr<string> p1(new string("Hello"));
unique_ptr<string> p2(new string("World"));

p1.reset(p2.release());//p2置空之后，然后p1也置空，然后p1来接手p2所指向的内存
           

五、重置unique_ptr类删除器

• 概念：与shared_ptr类相同，当unque_ptr终止自己时，默认情况下会调用默认析构函数来释放(delete)自己所指向的对象。但是我们也可以通过重载来指定unqie_ptr的删除器
• unique_ptr的自定义删除器也可以参阅：https://blog.csdn.net/qq_41453285/article/details/92387921
• 关于删除器的一个效率问题可以参阅此篇文章中的“效率与灵活性”：https://blog.csdn.net/qq_41453285/article/details/92403438

语法格式：

• 与shared_ptr重载删除器不同，unique_ptr重载删除器会影响到unique_ptr类型以及如何构造（或reset）该类型的对象
• 我们必须在unique_ptr指向类型之后提供删除器

//p指向一个类型为objT的对象，并使用一个类型为delT的对象释放objT对象
//它会调用一个名为fcn的delT类型对象

unique_ptr<objT,delT> p(new objT,fcn);
           

演示案例：

• 现在我们修改在shared_ptr中定义过的函数，在里面使用unique_ptr，来重载unique_ptr的删除器
• shared_ptr类文章点击：https://blog.csdn.net/qq_41453285/article/details/95196634
• 我们使用decltype来指明函数类型，在后面加一个*代表函数指针

void f(destination &d)
{
    connection c=connec(&d);
    unique_ptr<connection,decltype(end_connection)*> p(&c,end_connection);

    ...//使用这个连接
     //当f函数退出或者异常退出，p都会调用end_connection函数
}
           

六、unique_ptr与动态数组的使用

• 参阅：https://blog.csdn.net/qq_41453285/article/details/95655647