C++智能指针总结（面试常问）

最新推荐文章于 2025-04-25 17:30:38 发布
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分类专栏： 面试题 笔记 文章标签： 指针 c++
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本文深入探讨了C++11中的四种智能指针：auto_ptr（已废弃）、unique_ptr（不可拷贝）、share_ptr（共享资源）和weak_ptr（解决循环引用）。重点介绍了它们的设计理念、使用场景及潜在问题，帮助理解智能指针如何有效管理内存，避免内存泄漏。

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C++智能指针总结（面试常问）

1.智能指针的实现原理

智能指针的实现原理就是在一个类的内部封装了类对象的指针，然后在析构函数里对我们的类对象指针进行释放，因为类的析构是在类对象生命期结束时自动调用的，这样我们就省去了手动释放内存的操作，避免忘记手动释放导致的内存泄漏。

2. C++11四种智能指针总结

2.1 auto_ptr：

  1. auto_ptr以前是用在C98中，C++11被抛弃，头文件一般用来作为独占指针

  2. auto_ptr被赋值或者拷贝后，失去对原指针的管理

  3. auto_ptr不能管理数组指针，因为auto_ptr的内部实现中，析构函数中删除对象使用delete而不是delete[]，释放内存的时候仅释放了数组的第一个元素的空间，会造成内存泄漏。

  4. auto_ptr不能作为容器对象，因为STL容器中的元素经常要支持拷贝，赋值等操作。

2.2 unique_ptr:

  1. C++11中用来替代auto_ptr

  2. 拷贝构造和赋值运算符被禁用，不能进行拷贝构造和赋值运算

  3. 虽然禁用了拷贝构造和赋值运算符，但unique_ptr

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为什么使用智能指针（什么是智能指针）？ 使用指针申请的空间，很可能在函数结束时忘记释放，或还没有执行到释放空间的代码就已经跳出函数，造成内存泄漏。使用智能指针可以很大程度上的避免这个问题， 智能指针定义了类似指针的对象，可以将new获得的地址赋给这种对象，管理在堆上分配的内存；当智能指针过期时，其析构函数将使用delete来释放内存，这些内存将自动被释放。所以智能指针的作用原理就是在函数结束时自动释放内存空间，不需要手动释放内存空间。 使用时需包含memory头文件，在std命名空间中。 智能指针有哪些？
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参考一： 有关C/C++指针的经典面试题     C语言为何如此长寿并实用?C++为什么有那么多精彩?指针可以说是C/C++中的灵魂所在,虽然早期中pascal也有指针,但是和C/C++比起来不是一个级别的.今天为大家深入浅出的解析一下指针的有关笔试,面试题.所有题目来源网络,分析是我写的... 0.预备知识,最基础的指
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为什么这里是必要的？如果改用lambda表达式作为删除器，代码应该如何修改？比较和在自定义删除器存储方式上的差异必要性unique_ptr的删除器是类型的一部分必须明确指定删除器类型lambda删除器存储方式差异unique_ptr：删除器作为模板参数，直接存储shared_ptr：删除器类型擦除，存储在控制块。
C++ 面试 （1） 指针
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C++面试题目_智能指针
Jonh_的博客
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什么是智能指针？ Cpp没有内存回收机制，new对应着delete，很容易出现内存泄漏，所以Cpp 98推出了智能指针回收机制，来弥补Cpp内存管理上的技术空白。 智能指针把一个普通的指针将封装成栈对象，当栈对象的生成周期结束后，对象就会在自动在析构函数中释放掉申请的内存，防止内存泄露。 auto_ptr C++引入，在头文件中，在使用auto_ptr对象销毁时，他管理的对象也会自动被删除掉。 但是auto_ptr存在安全问题，如下所示： auto_ptr<string> str( n
C++常见面试题 ——智能指针
weixin_44438755的博客
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智能指针是类模板，指针是C/C++中一个变量类型，存放的是内存地址。在使用上，智能指针和裸指针都支持解引用*，->等操作，但智能指针提供包含许多额外的函数。智能指针使用指向堆分配对象的原始指针进行初始化，初始化后，智能指针拥有原始指针。智能指针负责对原始指针的释放。智能指针使用RAII机制，管理堆内存中的数据。当智能指针超过其作用域，或者抛出异常时，就会调用智能指针的析构函数，自动释放堆上的内存数据。
C++面试常问知识点总结
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c++常用知识点总结，包含c++基础知识、c++内存、c++面向对象、c++stl、c++ 新特性、c++操作系统、c++计算机网络、c++数据库、c++设计模式。 C++在C语言基础上引入了面对对象的机制，同时也兼容C语言。 C++有三大特性...
c++智能指针实现
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已知面试官常问c++大型程序内存泄露怎么办，同学们通常会回答使用智能指针，智能指针可以避免使用new来初始化对象带来的delete问题，智能指针的实现思路是raii思想。unique_ptr传入函数作为参数时无法通过值传递，但可以通过引用传递，另外，可以通过get方法获得裸指针传入，也可以使用move语义将智能指针交给函数管理。共享指针即一个对象可以由多个指针托管，当所有托管指针都不再托管该对象时，对象才会被析构，共享指针可以通过。与unique_ptr不同的是，shared_ptr有。
深入掌握C++智能指针
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知识的学习在于点滴记录，坚持不懈；知识的学习要有深度和广度，不能只流于表面，坐井观天；知识要善于总结，不仅能够理解，更知道如何表达！ 目录智能指针介绍自己实现智能指针不带引用计数的智能指针带引用计数的智能指针多线程访问共享对象问题自定义删除器 智能指针介绍 学习C++的人，一直在接触裸指针，一边感受着它的强大，一边感受着它的坑爹。当然，坑不坑爹在于开发者，指针本身近乎完美，但奈何用的人比较猥琐...
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C++智能指针总结1.为什么需要智能指针2.内存泄漏3.智能指针的使用与原理3.1RAII3.2 std::auto_ptr3.2 std::unique_ptr3.3 std::shared_ptr4.C++11和boost中智能指针的关系5.RAII扩展 1.为什么需要智能指针 我们在动态申请内存的时候，往往需要自己来管理和释放申请的内存，有的时候会因为疏忽或者未知原因而没有手动释放申请的资源，就会导致内存泄漏等问题。 例如： int test(int a,int b) { int * p = (in
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智能指针的由来： 除了静态内存和栈内存外，每个程序还有一个内存池，这部分内存被称为自由空间或者堆。程序用堆来存储动态分配的对象即那些在程序运行时分配的对象，当动态对象不再使用时，我们的代码必须显式的销毁它们。 在C++中，动态内存的管理是用一对运算符完成的：new和delete，new:在动态内存中为对象分配一块空间并返回一个指向该对象的指针，delete：指向一个动态独享的指针，销毁对象，并...
C++：智能指针
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本文介绍了智能指针的概念和原理，以及C++标准库中的auto_ptr、unique_ptr和shared_ptr三种智能指针，分析了shared_ptr中的循环引用问题，并由shared_ptr的循环引用问题出发点，介绍了weak_ptr。
【C++】智能指针的使用及其原理
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什么是内存泄漏：内存泄漏指因为疏忽或错误造成程序未能释放已经不再使⽤的内存，⼀般是忘记释 放或者发⽣异常释放程序未能执⾏导致的。内存泄漏并不是指内存在物理上的消失，⽽是应⽤程序分 配某段内存后，因为设计错误，失去了对该段内存的控制，因⽽造成了内存的浪费。内存泄漏的危害：普通程序运⾏⼀会就结束了出现内存泄漏问题也不⼤，进程正常结束，⻚表的映射 关系解除，物理内存也可以释放。
【C++】智能指针
月亮有痕迹诶的博客
04-01 1506
本文将从内存泄漏的典型案例出发，分析传统指针的局限性，逐步深入探讨智能指针的设计原理与实现方式。通过介绍auto_ptr、unique_ptr、shared_ptr和weak_ptr等主流智能指针的特性，结合线程安全、循环引用等高级话题，帮助读者全面理解智能指针的底层逻辑与适用场景。无论您是初探智能指针的新手，还是希望深化理解的进阶开发者，本文都将为您提供清晰的指引和实用的知识。
C++11的智能指针(常见面试问题)
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Q：讲讲智能指针吧。 A：三种智能指针，shared_ptr,unique_ptr,weak_ptr。 Q：shared_ptr的原理 A：shared_ptr维护了一个指向control block的指针对象，来记录引用个数。 Q：weak_ptr的原理 A：weak_ptr用于避免shared_ptr相互指向产生的环形结构，造成的内存泄漏。weak_ptr count是弱引用个数；弱引用个数不影响shared count和对象本身，shared count为0时则直接销毁。 Q：如何判断weak_ptr
智能指针常问面试问题
03-28
### 关于智能指针常见面试问题及答案 #### 1. **什么是C++中的智能指针？** 智能指针是一种用于管理动态分配对象生命周期的工具类，能够自动释放不再使用的资源，从而避免手动管理内存带来的风险。C++标准库提供了`std::unique_ptr`, `std::shared_ptr` 和 `std::weak_ptr`这三种主要类型的智能指针[^1]。 --- #### 2. **`std::unique_ptr`和`std::shared_ptr`的区别是什么？** 两者的区别主要体现在以下几个方面： - 所有权模型： - `std::unique_ptr`表示独占所有权，不允许拷贝，仅允许转移所有权[^3]。 - `std::shared_ptr`允许多个指针共享同一对象的所有权，通过引用计数机制实现。 - 性能差异： - `std::unique_ptr`不涉及额外的引用计数维护，因此具有更低的性能开销[^2]。 - `std::shared_ptr`需要维护一个引用计数值，增加了少量的运行时开销。 - 使用场景： - 当只需要单一拥有者或者希望减少不必要的复杂性和开销时，应优先考虑`std::unique_ptr`。 - 如果多个组件可能同时访问并控制某个对象的生命期，则适合采用`std::shared_ptr`。 --- #### 3. **如何防止智能指针引发循环引用导致的内存泄漏？** 在使用`std::shared_ptr`时，如果两个或更多对象相互持有对方的`std::shared_ptr`，可能会形成循环引用，使得引用计数永远不会降为零，进而造成内存泄露。为了避免这种情况发生，可以引入弱指针(`std::weak_ptr`)来打破这种强引用关系。例如： ```cpp #include <memory> #include <iostream> struct B; struct A { std::shared_ptr<B> b; }; struct B { std::weak_ptr<A> a; // 使用 weak_ptr 防止循环引用 }; int main() { auto ptrA = std::make_shared<A>(); auto ptrB = std::make_shared<B>(); ptrA->b = ptrB; ptrB->a = ptrA; // 此处不会因为循环引用而泄漏内存 } ``` 上述代码片段展示了如何利用`std::weak_ptr`解决潜在的循环依赖问题。 --- #### 4. **为什么推荐使用`std::make_shared`而不是直接new创建`std::shared_ptr`?** 虽然可以直接用`new`关键字配合构造函数初始化一个`std::shared_ptr`实例，但是这种方式存在一些缺点： - 效率低下：先调用`new`分配原始指针再传递给`std::shared_ptr`构造器意味着两次独立的堆分配动作。 - 安全隐患：若中途抛异常可能导致部分资源未被正确清理。 相比之下，`std::make_shared`不仅更加高效(只需一次内存分配)，还更安全可靠。下面是一组对比示例： ```cpp // 不推荐的方式 auto sptr = std::shared_ptr<int>(new int(42)); // 推荐方式 auto msptr = std::make_shared<int>(42); ``` 前者涉及到显式的`new`表达式，后者则完全隐藏了底层细节。 --- #### 5. **什么时候应该选择`std::unique_ptr`而非其他选项？** 当程序设计需求明确表明某段逻辑只会有单个实体负责特定资源的整个生命期内部管理工作，并且不需要跨边界传输该责任时，应当选用`std::unique_ptr`作为解决方案之一。比如局部变量作用域内的临时数据结构处理等情况特别合适。 --- #### 6. **智能指针能否彻底杜绝内存泄漏？** 尽管合理运用智能指针极大程度上减少了传统裸指针编程模式下容易发生的各种错误类型（如忘记释放已分配空间），但在某些特殊情况下仍然可能发生内存泄漏现象，尤其是当出现复杂的交互网络图谱时如果没有妥善规划好各个节点间的关系链路就很容易陷入死锁状态无法正常销毁任何一方关联成员体。 ---
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