C++ 智慧指標：全面剖析其生命週期

C 智慧指標的生命週期：建立：分配記憶體時建立智慧指標。所有權轉移：透過移動操作轉移所有權。釋放：智慧指標離開作用域或被明確釋放時釋放記憶體。物件銷毀：所指向物件被銷毀時，智慧型指標成為無效指標。

C 智能指標：全面剖析其生命週期

##簡介

智能指標是一種C 中用於管理動態分配記憶體的特殊指標。與原始指標不同，智慧指標負責追蹤所指向物件的記憶體狀態，並在物件不再需要時自動釋放該記憶體。這有助於防止記憶體洩漏和懸垂指針等常見的程式錯誤。

類型

C 標準函式庫提供了四個主要類型的智慧指標：

• unique_ptr8742468051c85b06f0a0af9e3e506b5c：唯一所有權的指標。一次只能有一個 unique_ptr 指向某個物件。
• shared_ptr8742468051c85b06f0a0af9e3e506b5c：共享所有權的指標。可以有多個 shared_ptr 指向同一個物件。
• weak_ptr8742468051c85b06f0a0af9e3e506b5c：弱引用指標。 weak_ptr 不會防止物件被銷毀，並且需要配合 shared_ptr 使用。
• auto_ptr8742468051c85b06f0a0af9e3e506b5c：廢棄。在 C 11 中已移除。

生命週期

1. 建立

智慧指標可以在物件分配記憶體時創建，就像使用原始指標一樣：

auto ptr = std::make_unique<int>(42);

2. 所有權轉移

#智慧型指標可以透過移動（move）操作轉移所有權：

auto ptr2 = std::move(ptr);  // ptr2 现在拥有对整数对象的唯一所有权

# 3. 釋放

當智慧指標離開其作用域或被明確釋放時，它將釋放所擁有的記憶體：

{
    auto ptr = std::make_unique<int>(42);
    // ...
}  // ptr 在此处释放

4. 物件銷毀

當所指向的物件被銷毀時，智慧指標將成為無效指標：

int* ptr = new int(42);
auto sptr = std::make_shared<int>(ptr);
delete ptr;  // ptr 被销毁
sptr->get();  // sptr 现在指向一个无效指针，因此 get() 会抛出异常

實戰案例

以下是如何使用智慧指標來管理動態分配的陣列：

// 原始指针版本
int* arr = new int[10];  // 分配数组

// ...

delete[] arr;  // 释放数组

// 智能指针版本
std::unique_ptr<int[]> arr = std::make_unique<int[]>(10);  // 分配数组

// ...

// arr 在离开范围时自动释放

智慧指標版本更安全，因為它可以防止記憶體洩漏和懸垂指標。

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