如何声明 std::unique_ptr 以及它的用途是什么？答案

【问题标题】：How to declare std::unique_ptr and what is the use of it?如何声明 std::unique_ptr 以及它的用途是什么？
【发布时间】：2013-05-29 11:10:48
【问题描述】：

我试图了解std::unique_ptr 的工作原理，为此我找到了this 文档。作者从下面的例子开始：

#include <utility>  //declarations of unique_ptr
using std::unique_ptr;
// default construction
unique_ptr<int> up; //creates an empty object
// initialize with an argument
unique_ptr<int> uptr (new int(3));
double *pd= new double;
unique_ptr<double> uptr2 (pd);
// overloaded * and ->
*uptr2 = 23.5;
unique_ptr<std::string> ups (new std::string("hello"));
int len=ups->size();

让我困惑的是这一行

unique_ptr<int> uptr (new int(3));

我们使用整数作为参数（在圆括号之间）

unique_ptr<double> uptr2 (pd);

我们使用指针作为参数。有什么区别吗？

我还不清楚的是，以这种方式声明的指针与以“正常”方式声明的指针有何不同。

【问题讨论】：

new int(3) 返回一个指向新int 的指针，就像pd 是一个指向新double 的指针一样。
unique_ptr 声明位于<memory> 而不是<utility>

标签： c++ pointers std unique-ptr

【解决方案1】：

unique_ptr<T> 的构造函数接受指向 T 类型对象的原始指针（因此，它接受 T*）。

在第一个例子中：

unique_ptr<int> uptr (new int(3));

指针是new 表达式的结果，而在第二个示例中：

unique_ptr<double> uptr2 (pd);

指针存储在pd 变量中。

从概念上讲，没有任何变化（您正在从原始指针构造 unique_ptr），但第二种方法可能更危险，因为它允许您执行以下操作：

unique_ptr<double> uptr2 (pd);
// ...
unique_ptr<double> uptr3 (pd);

因此有两个唯一的指针，它们有效地封装了同一个对象（因此违反了唯一指针的语义）。

这就是为什么创建唯一指针的第一种形式在可能的情况下更好。请注意，在 C++14 中我们将能够做到：

unique_ptr<int> p = make_unique<int>(42);

这样更清晰更安全。现在关于你的这个疑问：

我还不清楚的是，以这种方式声明的指针与以“正常”方式声明的指针有何不同。

智能指针应该模拟对象所有权，并在指向该对象的最后一个（智能，拥有）指针超出范围时自动销毁指向的对象。

这样您就不必记住对动态分配的对象执行delete - 智能指针的析构函数会为您执行此操作 - 也不必担心您是否不会取消引用指向对象的（悬空）指针已经被销毁的：

{
    unique_ptr<int> p = make_unique<int>(42);
    // Going out of scope...
}
// I did not leak my integer here! The destructor of unique_ptr called delete

现在unique_ptr 是一个模拟唯一所有权的智能指针，这意味着在您的程序中的任何时候都应该只有一个（拥有）指向指向对象的指针 - 这就是为什么 unique_ptr是不可复制的。

只要您以不违反它们要求您遵守的隐含合同的方式使用智能指针，您就可以保证不会泄漏任何内存，并且将为您的对象执行适当的所有权政策.原始指针不提供这种保证。

【讨论】：

嗨，我对model object ownership、代码中的integer leak 或enforcing ownership policy for object 一无所知。您能否建议学习这些概念的主题/资源？
我无法使用unique_ptr，而不会出现错误：The text ">" is unexpected. It may be that this token was intended as a template argument list terminator but the name is not known to be a template.，即使我有#include <utility> 和#include <memory>。有什么建议吗？

【解决方案2】：

在分配给 unique_ptr 的两个概念中工作没有区别。

int* intPtr = new int(3);
unique_ptr<int> uptr (intPtr);

类似于

unique_ptr<int> uptr (new int(3));

这里unique_ptr自动删除uptr占用的空间。

以这种方式声明的指针与以“正常”方式声明的指针有何不同。

如果您在堆空间中创建一个整数（使用 new 关键字或 malloc），那么您必须自己清除该内存（使用 delete 或免费）。

在下面的代码中，

int* heapInt = new int(5);//initialize int in heap memory
.
.//use heapInt
.
delete heapInt;

在这里，您必须在使用完 heapInt 后删除。如果不删除，就会发生内存泄漏。

为了避免这种内存泄漏，使用了unique_ptr，其中unique_ptr在超出范围时会自动删除heapInt占用的空间。因此，您无需为 unique_ptr 执行 delete 或 free。

【讨论】：

【解决方案3】：

保证唯一指针在超出范围时会销毁它们管理的对象。 http://en.cppreference.com/w/cpp/memory/unique_ptr

在这种情况下：

unique_ptr<double> uptr2 (pd);

pd 将在uptr2 超出范围时被销毁。这有助于通过自动删除来管理内存。

unique_ptr<int> uptr (new int(3)); 的情况并没有什么不同，只是这里的原始指针没有分配给任何变量。

【讨论】：

【解决方案4】：

来自cppreference，std::unique_ptr 构造函数之一是

显式 unique_ptr( 指针 p ) noexcept;

所以创建一个新的std::unique_ptr 就是将一个指针传递给它的构造函数。

unique_ptr<int> uptr (new int(3));

或者是一样的

int *int_ptr = new int(3);
std::unique_ptr<int> uptr (int_ptr);

不同的是使用后无需清理。如果你不使用std::unique_ptr（智能指针），你将不得不像这样删除它

delete int_ptr;

当你不再需要它或者它会导致内存泄漏时。

【讨论】：