scoped_ptr 与 auto_ptr 与 shared_ptr 区别总结-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/taoqick/article/details/22883983

1.auto_ptr 被复制后，将失去原来所致资源的所有权；
2.scoped_ptr永远不能被复制或被赋值！scoped_ptr拥有它所指向的资源的所有权，并永远不会放弃这个所有权；
3.shared_ptr 是可以共享所有权的智能指针；

#include "stdafx.h"
//#include "windows.h"
#include <memory>
#include <iostream>
using std::tr1::shared_ptr;
class Foo
{
public:
Foo()
{
std::cout<<"new Foo()"<<std::endl;
i = 0;
}
~Foo()
{
std::cout<<"destroy Foo()"<<std::endl;
}
void print()
{
std::cout<<"Foo::print"<<std::endl;
}
int i;
};

void OutSharePtr(shared_ptr<Foo> &P)
{
Foo* p = new Foo();
shared_ptr<Foo> sp1(p);
std::cout<<sp1.use_count()<<"::"<<sp1.get()<<std::endl;
shared_ptr<Foo> sp2(sp1);
p->print();
sp2->print();
std::cout<<sp1.use_count()<<"::"<<sp1.get()<<std::endl;
P = sp2;
std::cout<<sp1.use_count()<<"::"<<sp1.get()<<std::endl;
}
void InSharePtr(shared_ptr<Foo> &p)
{
p->i += 100;
std::cout<<p.use_count()<<"::"<<p.get()<<std::endl;
}
#include <algorithm>
char upCase(char c)
{
return toupper(c);
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
shared_ptr<Foo> sp1(new Foo());
shared_ptr<Foo> sp2(sp1);
shared_ptr<Foo> sp3;
sp1->print();
sp2->print();
std::cout<<sp1.use_count()<<"::"<<sp1.get()<<std::endl;
std::cout<<sp3.use_count()<<"::"<<sp3.get()<<std::endl;
sp3.swap(sp1);
std::cout<<sp1.use_count()<<"::"<<sp1.get()<<std::endl;
std::cout<<sp3.use_count()<<"::"<<sp3.get()<<std::endl;
sp3.reset();
std::cout<<sp1.use_count()<<"::"<<sp1.get()<<std::endl;
sp2.reset();
std::cout<<sp1.use_count()<<"::"<<sp1.get()<<std::endl;
sp1.reset();
std::cout<<sp1.use_count()<<"::"<<sp1.get()<<std::endl;
return 0;
}

C++11 引入的智能指针通过自动管理动态内存，显著提升了代码的安全性和可维护性。以下是它们的核心内容：

一、智能指针的优点

自动内存管理
智能指针在作用域结束时自动释放内存，避免手动 delete 导致的内存泄漏。
异常安全
即使发生异常，资源也会被正确释放，符合 RAII（资源获取即初始化）原则。
明确的资源所有权
通过所有权模型（独占、共享）清晰表达资源生命周期。
更安全的指针操作
禁止隐式类型转换，减少野指针和空指针解引用风险。

二、智能指针的种类

1. `std::unique_ptr`

特点：独占所有权，不可复制，只能移动（通过 std::move 转移所有权）。
适用场景：单一所有者，如工厂函数返回对象、局部资源管理。
优势：无额外开销，轻量高效。

示例：

cpp

复制

std::unique_ptr<int> ptr = std::make_unique<int>(42); // C++14+ 推荐
// 或
std::unique_ptr<int> ptr(new int(42));

2. `std::shared_ptr`

特点：共享所有权，通过引用计数管理资源，支持复制。
适用场景：多个对象需共享同一资源（如容器、多线程共享数据）。
注意：循环引用会导致内存泄漏，需配合 weak_ptr 解决。
优势：灵活共享资源，自动释放。

示例：

cpp

复制

std::shared_ptr<int> ptr1 = std::make_shared<int>(42);
std::shared_ptr<int> ptr2 = ptr1; // 引用计数 +1

3. `std::weak_ptr`

特点：非拥有性观察者，不增加引用计数，需通过 lock() 获取临时 shared_ptr。
适用场景：打破 shared_ptr 循环引用（如双向链表、缓存）。
优势：解决内存泄漏问题，避免所有权混乱。

示例：

cpp

复制

std::shared_ptr<int> shared = std::make_shared<int>(42);
std::weak_ptr<int> weak = shared;
if (auto tmp = weak.lock()) { // 尝试获取 shared_ptr
    // 使用 tmp 访问资源
}

三、关键注意事项

优先使用 std::make_unique 和 std::make_shared
- 更高效（make_shared 合并内存分配），避免异常安全问题。
避免原始指针的混用
- 智能指针应直接管理资源，避免与 new/delete 手动操作交叉使用。
循环引用问题
- 当两个 shared_ptr 互相引用时，需将其中一个改为 weak_ptr。

四、总结

**unique_ptr**：独占资源，轻量高效。
**shared_ptr**：共享资源，需警惕循环引用。
**weak_ptr**：辅助 shared_ptr，解决循环引用。

合理使用智能指针可大幅减少内存管理错误，是现代 C++必备工具。

`auto_ptr` 和 `scoped_ptr` 是否属于 C++11？

auto_ptr
- C++98 标准：auto_ptr 是 C++98 标准中引入的早期智能指针，用于管理动态内存。
- C++11 中的状态：在 C++11 中被标记为 已废弃（deprecated），并在 C++17 中正式移除。
- 原因：设计存在严重缺陷（如所有权转移的隐式行为），容易导致代码错误。
scoped_ptr
- 非标准库组件：scoped_ptr 并非 C++ 标准库的一部分，而是 Boost 库 中的一个智能指针（定义在 <boost/scoped_ptr.hpp> 中）。
- C++11 中的状态：C++11 未引入此名称的智能指针，但功能类似的 unique_ptr 被纳入标准库。
- 特点：不可复制、不可移动，仅在作用域内有效，自动释放资源。

与 C++11 智能指针的区别

1. `auto_ptr` vs `unique_ptr`

特性	`auto_ptr` (C++98)	`unique_ptr` (C++11)
所有权模型	独占所有权，但通过隐式拷贝语义转移所有权。	独占所有权，禁止隐式拷贝，必须显式使用 `std::move`转移所有权。
拷贝行为	拷贝时会将原指针置为 `nullptr`，可能导致悬空指针。	拷贝构造函数和赋值运算符被删除，无法拷贝。
移动语义	无移动语义（C++11 前）。	支持移动语义（通过 `std::move`）。
安全性	易导致意外的所有权转移和内存泄漏。	更安全，所有权转移显式且无歧义。
适用场景	C++98 代码，已过时。	现代 C++ 中替代 `auto_ptr`。

示例对比：

cpp

复制

// auto_ptr（危险！）
auto_ptr<int> p1(new int(42));
auto_ptr<int> p2 = p1;  // p1 变为 nullptr，p2 接管资源！
int* raw = p1.get();    // 返回 nullptr，解引用会导致崩溃！

// unique_ptr（安全）
unique_ptr<int> up1(new int(42));
unique_ptr<int> up2 = move(up1);  // 显式转移所有权，up1 变为 nullptr
int* raw = up1.get();             // 返回 nullptr，但行为明确

2. `scoped_ptr` vs `unique_ptr`

特性	`scoped_ptr` (Boost)	`unique_ptr` (C++11)
标准库支持	非标准（Boost 库）。	C++11 标准的一部分。
拷贝/移动语义	不可拷贝、不可移动。	不可拷贝，但支持移动语义。
灵活性	仅限作用域内使用，无法转移所有权。	支持通过 `std::move` 转移所有权。
功能扩展性	功能简单，无自定义删除器等高级特性。	支持自定义删除器、数组类型等。
内存开销	无额外开销。	无额外开销，与 `scoped_ptr` 类似。