智能指针之unique_ptr

Posted 2021-03-04 southerneast

概述

与shared_ptr不同，某个时刻只能有一个unique_ptr指向一个给定对象。当unique_ptr被销毁时，它所指向的对象也被销毁。同时，unique_ptr也没有类似于make_shared的标准库函数，当我们定义一个unique_ptr时，需要将其绑定到一个new返回的指针。因此初始化unique_ptr需要使用直接初始化的形式。例如：

    unique_ptr<double> p(new double(3.14));    // p指向一个值为3.14的double

并且，由于一个unique_ptr“拥有”（唯一指向）其指向的对象，所以unique_ptr不支持拷贝或者赋值操作：

    unique_ptr<string> p1(new string("southernEast"));
    unique_ptr<string> p2(p1);    // 错误：不能拷贝
    unique_ptr<string> p3;
    p3 = p2;                      // 错误：不能赋值

虽然我们不能拷贝或者赋值一个unique_ptr，但是我们能够通过使用release或reset函数来将一个非const的unique_ptr的指针所有权转移给另一个unique_ptr。例如：

    unique_ptr<string> p2(p1.realease());  // 将p1的指针所有权转移给p2，release将p1置空
    unique_ptr<string> p3(new string("southernEast"));
    p2.reset(p3.release());                // reset释放了p2原来指向的内存，并将p3指针的所有权转移给p2

这里需要注意的是，reset函数会释放其原来指向的对象，而release函数仅仅只是返回当前保存的指针，并将当前保存的指针值置为空，不会释放其原来指向的对象（形象地说就是“放弃控制权”）。

常用操作	用法说明
unique_ptr< T > u	空的指向类型为T的对象的unique_ptr
unique_ptr< T, D > u	使用一个类型为D的可调用对象释放它的指针
unique_ptr< T, D > u(d)	使用类型为D的对象d来代替delete
u = nullptr	释放u指向的对象，将u置为空
u.release()	放弃对指针的控制权，返回指针，并将u置为空
u.reset()	释放u指向的对象
u.reset(q)	将u指向内置指针q
u.reset(nullptr)	将u置为空

传递unique_ptr参数和返回unique_ptr

不能拷贝unique_ptr的规则有一个例外：我们可以拷贝或赋值一个将要被销毁的unique_ptr，例如从函数返回的uinque_ptr：

unique_ptr<int> clone1(int p) {
    return unique_ptr<int>(new int(p));    // 正确
}
unique_ptr<int> clone2(int p) {
    unique_ptr<int> ret(new int(p));       // 正确
    return ret;
}

在以上两种情况下，编译器能够知道要返回的对象将要被销毁，因此编译器会对其进行一种特殊的“拷贝”。

向unique_ptr传递删除器

重载一个unique_ptr中的删除器会影响到unique_ptr类型以及如何构造该对象，我们需要在尖括号中unique_ptr指向类型之后提供一个删除器类型。在创建或reset一个这种unique_ptr类型时，必须提供一个指定类型的可调用对象来作为删除器。形式如下：

    // p指向一个objT的对象，并使用一个类型为delT的对象释放objT对象
    // 它会使用一个名为fcn的delT对象作为删除器
    unique_ptr<objT, delT> p (new objT, fcn);