std::shared_ptr和std::unique_ptr有什么区别-优快云博客

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std::shared_ptr 和 std::unique_ptr 都是 C++ 标准库中提供的智能指针，用于管理动态分配的对象的生命周期，但它们之间有一些重要的区别。以下是两者的主要区别：

1. 所有权模型

std::unique_ptr:
- 独占所有权：std::unique_ptr 表示独占所有权，即一个对象只能由一个 std::unique_ptr 拥有。当 std::unique_ptr 被销毁时，它所拥有的对象也会被销毁。
- 不可复制：std::unique_ptr 不能被复制，只能被移动（move）。这意味着你不能有两个 std::unique_ptr 指向同一个对象。
- 适用于单个所有者：当你确定一个对象只有一个所有者时，使用 std::unique_ptr 是最佳选择。
std::shared_ptr:
- 共享所有权：std::shared_ptr 表示共享所有权，允许多个 std::shared_ptr 实例共享同一个对象的所有权。当最后一个 std::shared_ptr 被销毁时，它所拥有的对象才会被销毁。
- 引用计数：std::shared_ptr 内部维护一个引用计数，跟踪有多少个 std::shared_ptr 指向同一个对象。
- 可复制：std::shared_ptr 可以被复制。复制 std::shared_ptr 会增加引用计数，销毁 std::shared_ptr 会减少引用计数。
- 适用于多个所有者：当你需要多个所有者共享同一个对象时，使用 std::shared_ptr 是合适的。

2. 性能

std::unique_ptr:
- 轻量级：std::unique_ptr 没有引用计数，因此它的开销比 std::shared_ptr 更小。
- 更快：由于没有引用计数，std::unique_ptr 的性能通常更好。
std::shared_ptr:
- 额外开销：std::shared_ptr 需要维护引用计数，这会带来一定的性能开销。
- 内存占用：std::shared_ptr 需要额外的空间来存储引用计数，这可能会增加内存占用。

3. 用法

std::unique_ptr:
- 适用于资源独占的情况，例如文件句柄、网络连接等。
- 适用于单线程或多线程环境中的局部资源管理。
std::shared_ptr:
- 适用于需要多个所有者的场景，例如在多线程环境中共享资源。
- 适用于复杂的对象图，其中对象之间有相互引用的情况。

4. 自定义删除器

std::unique_ptr 和 std::shared_ptr 都支持自定义删除器（deleter），允许你指定如何释放资源。这对于管理自定义分配器或需要特殊清理逻辑的资源非常有用。

5. 原子性

std::shared_ptr:
- 由于 std::shared_ptr 使用引用计数，它是线程安全的。引用计数的操作（如增加和减少）是原子的。
- 但是，多个 std::shared_ptr 之间的赋值和比较操作仍然是非原子的，需要适当的同步机制。
std::unique_ptr:
- std::unique_ptr 本身不是线程安全的，因为它不涉及引用计数。如果你需要在线程间传递 std::unique_ptr，需要使用适当的同步机制。

示例代码

cpp

深色版本

#include <iostream>
#include <memory>

class MyClass {
public:
    MyClass() { std::cout << "MyClass constructed\n"; }
    ~MyClass() { std::cout << "MyClass destructed\n"; }
};

void uniquePtrExample() {
    std::unique_ptr<MyClass> ptr(new MyClass());
    // ptr 不能被复制，只能被移动
    // std::unique_ptr<MyClass> ptr2 = ptr;  // 错误
    std::unique_ptr<MyClass> ptr2 = std::move(ptr);  // 正确
}

void sharedPtrExample() {
    std::shared_ptr<MyClass> ptr(new MyClass());
    // ptr 可以被复制
    std::shared_ptr<MyClass> ptr2 = ptr;  // 正确
    std::cout << "Reference count: " << ptr.use_count() << std::endl;  // 输出 2
}

int main() {
    uniquePtrExample();
    sharedPtrExample();
    return 0;
}