c++ unique_ptr用法_c++独占智能指针教程

必须用 std::unique_ptr 而不是裸指针的情况是：需要自动释放堆内存且明确禁止多所有者共享资源时，因其独占所有权、仅支持移动、编译期阻止拷贝，可杜绝手动 delete 遗漏、异常泄漏及双重释放。

什么时候必须用 std::unique_ptr 而不是裸指针

当你需要自动释放堆内存、且明确不允许多个所有者共享同一块资源时，std::unique_ptr 是唯一合理选择。它不是“更安全的替代品”，而是语义约束工具：所有权不可复制，只能移动。

常见误用场景包括：new 后手动 delete 忘记、异常路径漏释放、函数返回裸指针导致调用方责任模糊。这些都会直接导致内存泄漏或双重释放。

• 构造后立即绑定资源：std::unique_ptr p(new int(42));（不推荐，应优先用 make_unique）
• 正确初始化方式：auto p = std::make_unique(42);
• 空指针状态检查：if (!p) { /* p 为空 */ } 或 if (p == nullptr)
• 解引用前务必确认非空，否则触发未定义行为（无运行时检查）

std::unique_ptr 的移动语义和禁止拷贝规则

std::unique_ptr 显式删除了拷贝构造函数和拷贝赋值运算符，任何试图复制它的操作都会在编译期报错，错误信息类似：use of deleted function ‘std::unique_ptr<_tp _dp>::unique_ptr(const std::unique_ptr<_tp _dp>&)’。

移动是唯一合法的所有权转移方式：

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std::unique_ptr a = std::make_unique(100);
std::unique_ptr b = std::move(a); // a 现在为空，b 持有原资源
// std::unique_ptr c = a; // 编译失败

• 函数参数传递：用 std::unique_ptr&& 接收移动，或直接按值传（隐式移动）
• 函数返回：直接返回 std::unique_ptr，调用方自动获得所有权
• 容器中存储：std::vector<:unique_ptr>> vec; 合法；但不能用 std::shared_ptr 或裸指针混用逻辑

自定义删除器（deleter）的实际用途和陷阱

默认情况下 std::unique_ptr 用 delete 释放内存，但很多 C 风格 API 返回的资源需要特定清理函数，比如 fopen/fclose、malloc/free、Windows CreateFile/CloseHandle。

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这时必须提供自定义 deleter，否则资源不会被正确释放：

auto file_deleter = [](FILE* f) { if (f) fclose(f); };
std::unique_ptr fp(fopen("test.txt", "r"), file_deleter);

• deleter 类型必须作为模板参数显式写出，否则编译失败：std::unique_ptr
• lambda 表达式若含捕获（[&x]{...}），无法作为模板参数推导，需改用函数对象或 std::function（但会增加开销）
• 数组版本必须用 std::unique_ptr，否则 delete 被用于 new[] 内存，UB

与 std::shared_ptr 混用时的典型崩溃点

绝对不能把同一个裸指针分别交给 std::unique_ptr 和 std::shared_ptr 管理，哪怕只创建一次。两者各自维护独立的控制块，最终都会尝试释放同一块内存，造成双重释放。

例如以下代码是危险的：

int* raw = new int(42);
std::unique_ptr u(raw);
std::shared_ptr s(raw); // 错！s 和 u 各自 delete raw

• 所有智能指针必须从同一源头产生：要么全用 make_unique / make_shared，要么确保裸指针只被一个智能指针接管
• 若需升级为共享所有权，只能通过 std::shared_ptr 构造函数接收 std::unique_ptr（会移动并接管）：std::shared_ptr s = std::move(u);
• 跨 DLL 边界传递 std::unique_ptr 时，注意分配器/删除器是否匹配（尤其 Windows 上 CRT 多版本问题）

实际项目里最常出问题的不是语法写错，而是所有权边界没想清楚——比如该由谁释放、哪一层该持有、是否可能被意外移动走。写完记得问自己一句：这个指针的生命周期，是否真的只属于当前作用域或对象？