《Effective Modern C++》学习笔记之条款二十一：优先选用std::make_unique和std::make_shared,而非直接new

本文介绍了C++11和C++14引入的std::make_shared及std::make_unique函数，它们相比直接使用new操作符创建智能指针的优点，如减少代码重复、防止内存泄漏，以及性能上的提升。同时，也讨论了它们的局限性，如不支持自定义析构器和不能直接接受大括号初始化列表。使用std::make_shared在内存分配上进行了优化，一次性分配对象和控制块内存，而std::make_unique则简化了unique_ptr的创建。然而，对于自定义new/delete或特定情况下的内存管理，std::make_shared可能存在一些问题。

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首先要知道， std::make_shared是C++11引入的一个make函数，而std::make_unique是C++14才引入，当然我们也可以用简单的几行代码在C++11中实现std::make_unique（不支持数组）：

template <typename T, typename... Ts>
std::unique_ptr<T> my_make_unique(Ts&&... params) {
    return std::unique<T>(new T(std::forward<Ts>(params)...));
}

使用 std::make_shared及std::make_unique代替new的好处：

代码量更小，不需要重复撰写型别

auto upw1(std::make_unique<Widget>());
//重复写了两次Widget型别
std::unique_ptr<Widget> upw2(new Widget);

避免因为异常可能导致内存泄漏

代码示例如下：

process的执行顺序可能为：(1) new Widget -> (2)badFun() -> (3) std::shared_ptr<Widget>()，若在(2)处发生异常，程序中断，则(1)中new的内存将无法释放，导致内存泄漏。当然我们也可以将std::shared_ptr<Widget>(new Widget)放到一个单独的语句中简单规避这个问题。代码如下：

// 使用new创建智能指针对象
process(std::shared_ptr<Widget>(new Widget),badFun());

// 使用new时，避免内存泄漏方案
auto spw = std::shared_ptr<Widget>(new Widget);
process(spw,badFun());

而如果直接使用 std::make_shared或std::make_unique，则可以直接避免此问题。

对std::shared_ptr执行std::make_shared时，性能上有进一步的提升

我们知道，每个std::shared_ptr都会指涉到一个控制块，这个控制块的内存是在std::shared_ptr的构造函数中分配的，所以，如果直接使用new来创建std::shared_ptr时，会有两次内存分配，一次是对象本身的内存，另一个则是std::shared_ptr的控制块内存。

但如果使用 std::make_shared或std::make_unique，只会执行一次内存分配，因为这一次分配的内存既包括对象本身，也包括控制块，它们的内存地址是相邻的，这种优化减小了程序的静态尺寸，增加了可执行代码的运行速度，更潜在的减少了程序的内存痕迹总量。示例代码如下：

//使用new将会执行两次内存分配，一次是new Widget，另一次是共享指针的控制块
std::shared_ptr<Widget>(new Widget);

//使用make_shared只会执行一次内存分配，即将Widget对象及控制块同时分配到一块内存上
auto spw = make_shared<Widget>();

当然std::make_shared及std::make_unique也有无法完成的工作：

std::make_shared及std::make_unique不允许使用自定义析构器
不能直接接受大括号初始化物，即std::initializer_list对象。当然可以间接接受。

//不允许直接接受大括号初始化物
auto spv = make_shared<std::vector<int>>{10,20};


//可以间接接受
auto p = {10,20};
auto spv = make_shared<std::vector<int>>(p);

以下问题仅存在于std::make_shared中：

对于自定义了operator new或operator delete的类，不能使用std::make_shared，因为std::shared_ptr除了对象内存外还包括控制块内存，所以不能自定义new及delete运算符
对std::shared_ptr执行std::make_shared时，当std::shared_ptr析构后，其内存可能会延迟释放。前面说过，std::make_shared（）分配的是一整款内存，其内容包括对象以及控制块，所以只能执行一次释放，但是因为控制块只有当std::weak_ptr引用次数为0时才会被允许释放，所以即使std::shared_ptr的引用次数为0了，但只要std::weak_ptr引用次数不为0，该对象就不会被释放。而使用new将可以规避这个问题，因为new出来的对象内存与控制块内存时分开的。