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在C++中没有垃圾回收机制，必须自己释放分配的内存，否则就会造成内存泄露。解决这个问题最有效的方法是使用智能指针（smart pointer）。智能指针是存储指向动态分配（堆）对象指针的类，用于生存期的控制，能够确保在离开指针所在作用域时，自动地销毁动态分配的对象，防止内存泄露。智能指针的核心实现技术是引用计数，每使用它一次，内部引用计数加1，每析构一次内部的引用计数减1，减为0时，删除所指向的堆内存。
C++11中提供了三种智能指针，使用这些智能指针时需要引用头文件<memory>：
std::shared_ptr：共享的智能指针std::unique_ptr：独占的智能指针std::weak_ptr：弱引用的智能指针，它不共享指针，不能操作资源，是用来监视shared_ptr的。
- 初始化 {#1-初始化} ===============
std::unique_ptr是一个独占型的智能指针，它不允许其他的智能指针共享其内部的指针，可以通过它的构造函数初始化一个独占智能指针对象，但是不允许通过赋值将一个unique_ptr赋值给另一个unique_ptr。
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| 1 2 3 4 | // 通过构造函数初始化对象 unique_ptr<int> ptr1(new int(10)); // error, 不允许将一个unique_ptr赋值给另一个unique_ptr unique_ptr<int> ptr2 = ptr1; |
std::unique_ptr不允许复制，但是可以通过函数返回给其他的std::unique_ptr，还可以通过std::move来转译给其他的std::unique_ptr，这样原始指针的所有权就被转移了，这个原始指针还是被独占的。
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| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 | #include <iostream> #include <memory> using namespace std; unique_ptr<int> func() { return unique_ptr<int>(new int(520)); } int main() { // 通过构造函数初始化 unique_ptr<int> ptr1(new int(10)); // 通过转移所有权的方式初始化 unique_ptr<int> ptr2 = move(ptr1); unique_ptr<int> ptr3 = func(); return 0; } |
unique_ptr独占智能指针类也有一个reset方法，函数原型如下：
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| 1 | void reset( pointer ptr = pointer() ) noexcept; |
使用reset方法可以让unique_ptr解除对原始内存的管理，也可以用来初始化一个独占的智能指针。
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| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | int main() { unique_ptr<int> ptr1(new int(10)); unique_ptr<int> ptr2 = move(ptr1); ptr1.reset(); ptr2.reset(new int(250)); return 0; } |
ptr1.reset();解除对原始内存的管理ptr2.reset(new int(250));重新指定智能指针管理的原始内存
如果想要获取独占智能指针管理的原始地址，可以调用get()方法，函数原型如下：
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| 1 | pointer get() const noexcept; |
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| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | int main() { unique_ptr<int> ptr1(new int(10)); unique_ptr<int> ptr2 = move(ptr1); ptr2.reset(new int(250)); cout << *ptr2.get() << endl; // 得到内存地址中存储的实际数值 250 return 0; } |
- 删除器 {#2-删除器} ===============
unique_ptr指定删除器和shared_ptr指定删除器是有区别的，unique_ptr指定删除器的时候需要确定删除器的类型，所以不能像shared_ptr那样直接指定删除器，举例说明：
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| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | shared_ptr<int> ptr1(new int(10), [](int*p) {delete p; }); // ok unique_ptr<int> ptr1(new int(10), [](int*p) {delete p; }); // error int main() { using func_ptr = void(*)(int*); unique_ptr<int, func_ptr> ptr1(new int(10), [](int*p) {delete p; }); return 0; } |
在上面的代码中第7行，func_ptr的类型和lambda表达式的类型是一致的。在lambda表达式没有捕获任何变量的情况下是正确的，如果捕获了变量，编译时则会报错：
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| 1 2 3 4 5 6 | int main() { using func_ptr = void(*)(int*); unique_ptr<int, func_ptr> ptr1(new int(10), [&](int*p) {delete p; }); // error return 0; } |
上面的代码中错误原因是这样的，在lambda表达式没有捕获任何外部变量时，可以直接转换为函数指针，一旦捕获了就无法转换了，如果想要让编译器成功通过编译，那么需要使用可调用对象包装器来处理声明的函数指针：
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| 1 2 3 4 5 6 | int main() { using func_ptr = void(*)(int*); unique_ptr<int, function<void(int*)>> ptr1(new int(10), [&](int*p) {delete p; }); return 0; } |
