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智能指针

智能指针（Smart Pointer）是C++标准库中的一种模板类，用于自动管理动态分配的内存，以避免内存泄漏和悬挂指针等问题。智能指针通过RAII（Resource Acquisition Is Initialization）机制，在对象生命周期结束时自动释放资源。C++11标准引入了三种主要的智能指针：std::unique_ptr、std::shared_ptr和std::weak_ptr。

std::unique_ptr

• 特点：独占所有权，不能复制，只能移动。
• 用途：适用于一个对象只能有一个所有者的场景。
• 示例：

  #include <memory>
  
  std::unique_ptr<int> ptr1(new int(10));
  std::unique_ptr<int> ptr2 = std::move(ptr1); // ptr1 失去所有权，ptr2 获得所有权

std::shared_ptr

• 特点：共享所有权，可以复制，使用引用计数来管理资源。
• 用途：适用于多个对象共享同一资源的场景。
• 示例：

  #include <memory>
  
  std::shared_ptr<int> ptr1(new int(10));
  std::shared_ptr<int> ptr2 = ptr1; // ptr1 和 ptr2 共享所有权

std::weak_ptr

• 特点：弱引用，不影响引用计数，防止循环引用。

• 用途：通常与std::shared_ptr配合使用，用于解决循环引用问题。

• 示例：

  #include <iostream>
  #include <memory>
  
  class Node {
  public:
      std::shared_ptr<Node> next;
      std::weak_ptr<Node> prev; // 使用 weak_ptr 打破循环引用
  
      ~Node() {
          std::cout << "Node destroyed" << std::endl;
      }
  };
  
  int main() {
      auto node1 = std::make_shared<Node>();
      auto node2 = std::make_shared<Node>();
  
      node1->next = node2;
      node2->prev = node1; // 使用 weak_ptr
  
      return 0;
  }

  在这个例子中，node1 和 node2 互相引用，但由于 prev 使用的是 std::weak_ptr，不会增加引用计数，从而避免了循环引用。

总结

智能指针通过自动管理内存的分配和释放，极大地减少了手动管理内存带来的复杂性和错误。选择合适的智能指针类型可以提高代码的安全性和可维护性。