目录

• 1. 为什么要用智能指针？
• 2. unique_ptr详解
• 3. shared_ptr深度解析
• 4. weak_ptr的妙用
• 5. 新手常见错误大全
• 6. 智能指针使用黄金法则

1. 为什么要用智能指针？

现实场景：

假设你正在开发一个文档编辑器，需要频繁创建/销毁文本缓冲区：

void loadDocument() {
    TextBuffer* buf = new TextBuffer();
    // 如果这里出现异常...
    delete buf; // 可能永远不会执行！
}

智能指针可以保证无论是否发生异常，内存都会被正确释放

2. unique_ptr详解

工作原理：

就像你的个人保险箱：

• 只有一把钥匙（所有权）
• 钥匙可以转交他人（移动语义）
• 离开作用域自动销毁

完整使用示例：

#include <memory>
#include <vector>

// 创建独占指针
std::unique_ptr<std::vector<int>> createVector() {
    auto ptr = std::make_unique<std::vector<int>>();
    ptr->push_back(42);
    return ptr; // 通过移动操作返回
}

int main() {
    std::unique_ptr<std::vector<int>> data;
    {
        auto temp = createVector();
        data = std::move(temp); // 所有权转移
        // temp现在为空指针
    }
    std::cout << data->at(0); // 安全访问
    return 0;
}

典型错误：

auto ptr1 = std::make_unique<int>(10);
auto ptr2 = ptr1; // 错误！尝试复制

// 正确做法：
auto ptr2 = std::move(ptr1); // 显式转移所有权

编译器会直接报错，避免潜在的内存问题

3. shared_ptr深度解析

核心机制：

想象办公室的公共打印机：

• 每个使用者登记（引用计数+1）
• 最后一个离开的人关打印机（计数归零时释放）
• 控制块存储计数信息

完整生命周期示例：

class NetworkConnection {
public:
    NetworkConnection() { std::cout << "连接建立\n"; }
    ~NetworkConnection() { std::cout << "连接关闭\n"; }
};

void processData() {
    auto conn = std::make_shared<NetworkConnection>();
    // 引用计数：1
    
    {
        auto conn2 = conn; // 复制指针
        // 引用计数：2
        conn->send(data);
    } // conn2析构，计数回到1
    
    conn.reset(); // 手动释放，计数归零
    // 输出"连接关闭"
}

循环引用陷阱：

class ChatUser {
public:
    std::shared_ptr<ChatUser> friend;
};

auto alice = std::make_shared<ChatUser>();
auto bob = std::make_shared<ChatUser>();

alice->friend = bob;
bob->friend = alice; // 循环引用！

即使alice和bob离开作用域，引用计数也不会归零

4. weak_ptr的妙用

使用场景：

就像查看餐厅排队情况：

• 可以查看是否有空位（lock()检查）
• 不会影响餐厅关闭时间（不增加引用计数）

完整缓存示例：

class ResourceCache {
    std::weak_ptr<Texture> cachedTexture;
    
public:
    std::shared_ptr<Texture> getTexture() {
        if(auto tex = cachedTexture.lock()) {
            return tex; // 缓存命中
        } else {
            auto newTex = loadTexture();
            cachedTexture = newTex;
            return newTex; // 重新加载
        }
    }
};

void renderScene() {
    auto cache = std::make_shared<ResourceCache>();
    auto texture = cache->getTexture();
    // 使用texture...
} // texture释放时，缓存自动失效

5. 新手常见错误大全

错误1：跨DLL内存管理

// 在DLL A中创建
std::shared_ptr<Data> createData() {
    return std::make_shared<Data>();
}

// 在DLL B中释放
void processData() {
    auto data = createData();
} // 可能导致崩溃！

解决方案：确保分配/释放在同一模块

错误2：错误使用原始指针

auto sp = std::make_shared<int>(10);
int* raw = sp.get();
{
    auto sp2 = std::shared_ptr<int>(raw);
} // 此处释放内存！
*sp = 20; // 悬空指针！

6. 智能指针使用黄金法则

性能优化建议：

• 优先使用make_shared/make_unique
• 避免大对象的shared_ptr拷贝
• 高频访问数据使用unique_ptr