unique_ptr 的意义何在？

Question

unique_ptr本质上不是与对象的直接实例相同吗？我的意思是，动态继承和性能存在一些差异，但仅此而已unique_ptr吗？

考虑此代码以了解我的意思。这不是：

#include <iostream>
#include <memory>

using namespace std;

void print(int a) {
    cout << a << "\n";
}

int main()
{
   unique_ptr<int> a(new int);
   print(*a);

   return 0;
}

几乎完全一样：

#include <iostream>
#include <memory>

using namespace std;

void print(int a) {
    cout << a << "\n";
}

int main()
{
   int a;
   print(a);

   return 0;
}

还是我误解了unique_ptr应该用于什么？

Answer 1

的目的std::unique_ptr是为动态分配的内存提供自动和异常安全的释放（与必须显式deleted 才能释放的原始指针不同，并且在交错异常的情况下很容易无意中不被释放）。

但是，您的问题更多地是关于指针的一般价值而不是std::unique_ptr具体的。对于像 这样的简单内置类型int，通常没有理由使用指针而不是简单地按值传递或存储对象。但是，在三种情况下，指针是必要的或有用的：

1. 表示单独的“未设置”或“无效”值。
2. 允许修改。
3. 允许不同的多态运行时类型。

无效或未设置

指针支持一个nullptr附加值，指示尚未设置指针。例如，如果您想支持给定类型的所有值（例如整个整数范围），但也表示用户从不在界面中输入值的概念，那就是使用 a 的情况std::unique_ptr<int>，因为您可以获取指针是否为空作为指示它是否已设置的一种方式（不必丢弃有效的整数值只是为了将该特定值用作无效的“哨兵”值表示它未设置） .

允许修改

这也可以通过引用而不是指针来完成，但指针是一种方法。如果您使用常规值，那么您正在处理原始值的副本，并且任何修改仅影响该副本。如果您使用指针或引用，您可以让原始实例的所有者看到您的修改。使用唯一指针，您还可以确保没有其他人拥有副本，因此无需锁定即可安全修改。

多态类型

这同样可以使用引用来完成，而不仅仅是使用指针，但在某些情况下，由于所有权或分配的语义，您可能希望使用指针来执行此操作......当涉及到用户定义的类型时，它是可以创建分层的“继承”关系。如果您希望您的代码对给定类型的所有变体进行操作，那么您需要使用指向基类型的指针或引用。std::unique_ptr<>用于此类事情的一个常见原因是，如果对象是通过工厂构造的，您定义的类在该工厂中维护所构造对象的所有权。例如：

class Airline {
 public:
  Airline(const AirplaneFactory& factory);
  // ...
 private:
  // ...
  void AddAirplaneToInventory();
  // Can create many different type of airplanes, such as
  // a Boeing747 or an Airbus320
  const AirplaneFactory& airplane_factory_;
  std::vector<std::unique_ptr<Airplane>> airplanes_;
};

// ...
void Airline::AddAirplaneToInventory() {
  airplanes_.push_back(airplane_factory_.Create());
}

Answer 2

除了 Chris Pitman 提到的情况之外，您还需要使用的另一种情况std::unique_ptr是，如果您实例化足够大的对象，那么在堆中而不是在堆栈中进行操作是有意义的。堆栈大小不是无限的，迟早您可能会遇到堆栈溢出。这就是std::unique_ptr有用的地方。