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本文将演示如何在 C++ 中使用智能指针的多种方法。

对多个指针使用 std::shared_ptr 可以引用 C++ 中的同一对象

由于动态内存的手动管理在现实世界的项目中非常困难，并且通常是导致错误的主要原因，因此 C++ 提供了智能指针的概念作为单独的库。智能指针通常充当常规指针，并提供额外的功能，其中最突出的功能是自动释放指向的对象。智能指针有两种核心类型：shared_ptr 和 unique_ptr。

以下示例代码演示了 shared_ptr 类型的用法。请注意，当指向的对象应由其他共享指针引用时，通常会使用 shared_ptr。因此，shared_ptr 在内部具有关联的计数器，该计数器表示指向同一对象的指针的数量。shared_ptr::unique 成员函数可用于确定指针是否仅是引用当前对象的一个。函数返回类型为布尔值，而 true 值确认对象的专有所有权。内置的 reset 函数将当前对象替换为作为第一个参数传递的对象。当最后一个指向该对象的 shared_ptr 超出范围时，该共享对象将被删除。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <memory>

using std::cout; using std::vector;
using std::endl; using std::string;

int main() {
    std::shared_ptr<string> p(new string("Arbitrary string"));
    std::shared_ptr<string> p2(p);

    cout << "p : " << p << endl;
    cout << "p2: " << p2 << endl;

    if (!p.unique()) {
        p.reset(new string(*p));
    }
    cout << "p : " << p << endl;

    *p += " modified";
    cout << "*p : " << *p << endl;
    cout << "*p2 : " << *p2 << endl;

    return EXIT_SUCCESS;
}

输出：

p : 0x2272c20
p2: 0x2272c20
p : 0x2273ca0
*p : Arbitrary string modified
*p2 : Arbitrary string

在 C++ 中使用 std::unique_ptr 来获得一个拥有给定对象的指针

另外，C++ 提供了 unique_ptr 类型，它是对象的唯一所有者。没有其他 unique_ptr 指针可以引用它。unique_ptr 不支持普通的复制和赋值操作。仍然可以使用内置函数 release 和 reset 在两个 unique_ptr 指针之间转移对象所有权。release 函数调用使 unique_ptr 指针为空。一旦释放了 unique_ptr，便可以调用 reset 函数来为其分配新的对象所有权。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <memory>

using std::cout; using std::vector;
using std::endl; using std::string;

int main() {
    std::unique_ptr<string> p1(new string("Arbitrary string 2"));

    std::unique_ptr<string> p3(p1.release());

    cout << "*p3 : " << *p3 << endl;
    cout << "p3 : " << p3 << endl;
    cout << "p1 : " << p1 << endl;

    std::unique_ptr<string> p4(new string("Arbitrary string 3"));

    p3.reset(p4.release());
    cout << "*p3 : " << *p3 << endl;
    cout << "p3 : " << p3 << endl;
    cout << "p4 : " << p4 << endl;

    return EXIT_SUCCESS;
}

输出：

*p3 : Arbitrary string 2
p3 : 0x7d4c20
p1 : 0
*p3 : Arbitrary string 3
p3 : 0x7d5c80
p4 : 0