智能指针 std::unique_ptr

std::unique_ptr 是 C++11 引入的一种智能指针，它实现了独占所有权语义，即同一时间内只能有一个 std::unique_ptr 拥有某个对象。当 std::unique_ptr 被销毁时（例如，离开其作用域时），它所管理的对象也会被自动删除。这有助于防止内存泄漏和野指针问题。

以下是 std::unique_ptr 的一些关键用法和特性：

1. 创建 std::unique_ptr

你可以使用 std::make_unique 函数（C++14 引入）或 std::unique_ptr 的构造函数来创建一个 std::unique_ptr 实例。

#include <memory>

// 使用 std::make_unique（C++14 及以上）
std::unique_ptr<int> ptr1 = std::make_unique<int>(42);

// 使用 std::unique_ptr 的构造函数（较少使用，因为 std::make_unique 更安全）
std::unique_ptr<int> ptr2(new int(42)); // 注意：这种方式容易忘记删除内存，因此推荐使用 std::make_unique

2. 访问对象

你可以通过解引用 std::unique_ptr（使用 * 运算符）或成员访问运算符（->）来访问它所管理的对象。

int value = *ptr1; // 解引用获取值
ptr1->~int(); // 假设你想显式调用析构函数（通常不需要这样做，因为智能指针会自动管理）
// 注意：上面的 ->~int() 是错误的用法，仅用于说明 -> 运算符的语法。正确做法是不要手动调用析构函数。

实际上，你应该这样做来调用成员函数或访问成员变量：

ptr1->someMethod(); // 假设 int 有某个方法（实际上 int 没有，这里只是为了说明语法）
// 对于基本类型，通常只是解引用后访问其值或使用标准库函数

对于基本类型，你通常会直接解引用来获取或设置值：

*ptr1 = 100; // 修改值

3. 转移所有权

你可以通过 std::move 将 std::unique_ptr 的所有权转移给另一个 std::unique_ptr。转移后，原 std::unique_ptr 将不再拥有该对象。

std::unique_ptr<int> ptr3 = std::move(ptr1); // 现在 ptr1 不再拥有对象，ptr3 拥有

注意，你不能复制 std::unique_ptr，因为这会违反其独占所有权的语义。

4. 删除器

你可以为 std::unique_ptr 提供一个自定义的删除器。删除器是一个函数对象，当 std::unique_ptr 被销毁时，它会被调用。

void customDeleter(int* p) {
    // 自定义删除逻辑，例如记录日志、释放资源等
    delete p;
}

std::unique_ptr<int, decltype(&customDeleter)> ptr4(new int(42), customDeleter);
// 或者使用 lambda 表达式作为删除器
std::unique_ptr<int, std::function<void(int*)>> ptr5(new int(42), [](int* p) { delete p; });

然而，在大多数情况下，使用默认的删除器（即 delete）就足够了。

5. 与容器一起使用

std::unique_ptr 可以与标准库容器一起使用，但需要注意的是，由于 std::unique_ptr 不可复制，因此它只能存储在支持移动语义的容器中，如 std::vector<std::unique_ptr<T>> 或 std::list<std::unique_ptr<T>>。

std::vector<std::unique_ptr<int>> vec;
vec.push_back(std::make_unique<int>(10));
vec.push_back(std::make_unique<int>(20));

总的来说，std::unique_ptr 是一种强大且安全的内存管理工具，它可以帮助你避免内存泄漏和野指针问题。在 C++11 及更高版本中，应该优先使用智能指针（如 std::unique_ptr 和 std::shared_ptr）来管理动态内存。