条款18：使用 std::unique_ptr 管理独占资源

条款18：使用 std::unique_ptr 管理独占资源

智能指针为何重要？

原始指针的缺点：

1. 无法区分单个对象还是数组（影响 delete 方式）
2. 不清楚是否应销毁资源（是否拥有所有权）
3. 不知道如何销毁资源（delete、delete[] 或其他机制）
4. 容易出现资源泄露或重复释放
5. 难以处理异常或分支路径中的释放
6. 容易产生悬空指针

原始指针容易“背刺”程序员，智能指针可防止这些灾难性问题。

std::unique_ptr 的特点

核心语义：独占所有权（exclusive ownership）

• 不能拷贝，只能移动
• 析构时自动调用 delete 销毁所拥有对象
• 通常与裸指针大小相同，性能开销极小
• 适合资源敏感、控制粒度高的场景
• 支持自定义删除器（如记录日志）

std::unique_ptr<Foo> ptr(new Foo);

工厂函数示例：适合返回 unique_ptr

template<typename... Ts>
std::unique_ptr<Investment> makeInvestment(Ts&&... params);

• 调用者负责销毁资源，恰好匹配 unique_ptr 语义

• 可安全转移所有权：如存入容器或成员变量

• 自动处理异常导致的提前 return 或 break

自定义删除器支持

auto delInvmt = [](Investment* p) {
    makeLogEntry(p);
    delete p;
};

std::unique_ptr<Investment, decltype(delInvmt)> pInv(nullptr, delInvmt);

• 删除器类型必须成为 unique_ptr 的第二个模板参数

• 可使用 lambda，更紧凑、高效

• 注意基类需要虚析构函数：

class Investment {
public:
    virtual ~Investment();
};

大小对比

删除器形式	对象大小
默认删除器（delete）	与裸指针相同
函数指针删除器	增加一个指针大小
无状态 lambda 删除器	与裸指针相同（推荐）
有状态 lambda 删除器	视捕获内容大小而定

推荐使用不捕获状态的 lambda 作为删除器以避免空间膨胀。

适用场景总结

场景	是否适合用 unique_ptr
独占所有权资源管理	✅
工厂函数返回对象	✅
异常安全的自动销毁	✅
拥有对象生命周期的类成员	✅
需要共享所有权	❌（请用 shared_ptr）
拷贝语义	❌

与 shared_ptr 的转换

unique_ptr 可以轻松转为 shared_ptr。

假设：

std::unique_ptr<Investment> makeInvestment(args);

那么：

std::shared_ptr<Investment> sp = makeInvestment(args);

相当于：

std::unique_ptr<Investment> up = makeInvestment(args);
std::shared_ptr<Investment> sp = std::move(up); // 显式转移

• std::shared_ptr 提供了一个接受 std::unique_ptr 的构造函数，用于获取其资源的所有权：

  template<class T>
  shared_ptr(unique_ptr<T>&&) noexcept;
  

  此时 std::shared_ptr 会接管 unique_ptr 中的对象资源，同时 unique_ptr 被置空。

• 工厂函数只需返回 unique_ptr，由调用者决定是否转换。

• 如果 makeInvestment 返回的 unique_ptr 使用了 自定义删除器，要确保它对 shared_ptr 也是适用的（否则可能触发删除错误）。

关于数组形式

std::unique_ptr<T[]> arr(new T[n]);

• 拥有 operator[]，但不推荐常用

• 更推荐使用 std::vector 或 std::array