超详细解析！C++ 智能指针的工作原理

智能指针是一种自动管理堆上对象指针的 c++++ 数据结构，它通过引用计数机制实现自动内存释放，从而防止内存泄漏，简化代码，确保线程安全。它的优势包括：自动释放内存防止内存泄漏线程安全简化代码。

简单来说，智能指针的作用就是轻松管理内存释放，更好的管理你的堆内存。

使用时只管new即可，不用想着delete，经典的管杀不管埋

此时我们先简单的仿写一个智能指针的类，还原其原理：当指向内存时，计数器增加，当析构时计数器为0时，delete该空间

为什么需要智能指针

手动管理内存极易出错，例如：

忘记释放内存多次释放同一块内存(即双重释放)不明确资源的所有权

智能指针类型及用途

std::unique_ptr 独占指针

std::unique_ptr 是 C++ 标准库中的一种智能指针，用于实现独占所有权。它不能被复制，只能转移(即通过 std::move)所有权。这个转移的过程本质上是使用移动语义，让新指针接管对象的所有权，而原指针则被置为空。这种机制不仅提高了效率，还可以确保资源的唯一所有权不被破坏。

特点

所指向的内存为自己所独有，同一个时空中只能有一个unique_ptr指向给定的对象2. 对象不支持同类赋值和拷贝构造，但是可以转移

用途：适用于那些明确只有一个所有者的场景，不允许多处共享。

如果指向同一块内存会报错。

C++ 智能指针：深入解析其工作原理和优势

1. 什么是智能指针?

智能指针是一种 C++ 数据结构，它可以自动管理指向堆上对象的指针，并负责在对象不再使用时释放其内存。

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2. 工作原理

智能指针通过使用引用计数机制实现自动内存管理：

创建智能指针时：引用计数器被初始化为 1。

复制智能指针时：引用计数器递增。

智能指针超出作用域时：引用计数器递减。

引用计数器达到 0 时：智能指针释放指向的对象的内存。

3. 优势

智能指针提供以下优势：

自动内存释放：自动管理内存，无需手动释放。

防止内存泄漏：引用计数器确保在对象不再使用时释放内存。

线程安全：内部引用计数机制确保多线程环境下的安全。

简化代码：通过自动化内存管理，简化了代码并减少了错误的可能性。

智能指针存在的意义

智能指针主要解决以下问题：

(1)内存泄漏：内存手动释放，使用智能指针可以自动释放。

(2)共享所有权指针的传播和释放，比如多线程使用同一个对象时析构问题。

智能指针的实现依赖于C++语言的RAII(资源获取即初始化)技术，即资源的获取和释放应该与对象的构造和析构分别相关联。这意味着，在对象构造时分配资源，而在对象析构时释放资源。

智能指针的原理就是将动态分配的内存块与一个或多个智能指针对象相关联，以确保内存块在不再需要时能够自动释放。通常情况下，智能指针会将内存的所有权转移到其自己的对象中，并在其析构函数中释放内存。这样就可以避免常见的内存泄漏和释放非法内存等问题。

C++里面有四个智能指针：auto_ptr、share_ptr、unique_ptr、weak_ptr。其中后三个是C++11支持的，并且第一个已经在C++11弃用;所以，重点讲解share_ptr、unique_ptr、weak_ptr。

它们的特点：

(1)unique_ptr独占对象的所有权，由于没有引用计数，性能较好。

(2)share_ptr共享对象的所有权，但性能略差。

(3)weak_ptr配合share_ptr，解决循环引用问题。