std::unique_ptr
| 定义于头文件 <memory>
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| template< class T, |
(1) | (C++11 起) |
| template < class T, |
(2) | (C++11 起) |
std::unique_ptr 是通过指针占有并管理另一对象，并在 unique_ptr 离开作用域时释放该对象的智能指针。
在下列两者之一发生时用关联的删除器释放对象：
通过调用 get_deleter()(ptr) ，用潜在为用户提供的删除器释放对象。默认删除器用 delete 运算符，它销毁对象并解分配内存。
unique_ptr 亦可以不占有对象，该情况下称它为空 (empty)。
std::unique_ptr 有两个版本：
类满足可移动构造 (MoveConstructible) 和可移动赋值 (MoveAssignable) 的要求，但不满足可复制构造 (CopyConstructible) 或可复制赋值 (CopyAssignable) 的要求。
| 类型要求 | ||
-Deleter 必须是函数对象 (FunctionObject) 或到函数对象 (FunctionObject) 的左值引用或到函数的左值引用，可以 unique_ptr<T, Deleter>::pointer 类型参数调用
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注解
只有非 const 的 unique_ptr 能转移被管理对象的所有权给另一 unique_ptr 。若对象的生存期为 const std::unique_ptr 所管理，则它被限定在创建指针的作用域中。
std::unique_ptr 常用于管理对象的生存期，包含：
- 通过正常退出和经由异常退出两者上的受保证删除，提供异常安全，给处理拥有动态生存期的对象的类和函数
- 传递独占的拥有动态生存期的对象的所有权到函数
- 从函数获得独占的拥有动态生存期对象的所有权
- 作为具移动容器的元素类型，例如保有指向动态分配对象的指针的 std::vector （例如，若想要多态行为）
std::unique_ptr 可为不完整类型 T 构造，例如用于改善用作 pImpl 手法中柄的用途。若使用默认删除器，则 T 必须在代码中调用删除器点处完整，这发生于析构函数、移动赋值运算符和 std::unique_ptr 的 reset 成员函数中。（相反地， std::shared_ptr 不能从指向不完整类型的裸指针构造，但可于 T 不完整处销毁）。注意若 T 是类模板特化，则以 unique_ptr 为运算数的使用，如 !p ，因 ADL 而要求 T 的形参完整。
若 T 是某基类 B 的派生类，则 std::unique_ptr<T> 可隐式转换为 std::unique_ptr<B>。产生的 std::unique_ptr<B> 的默认删除器将使用 B 的 operator delete ，这导致未定义行为，除非 B 的析构函数为虚。注意 std::shared_ptr 表现有别： std::shared_ptr<B> 将使用类型 T 的 operator delete ，而且即使 B 的析构函数非虚，也会正确删除被占有对象。
不同于 std::shared_ptr ， std::unique_ptr 可通过任何满足可空指针 (NullablePointer) 的定制柄类型管理对象。例如，这允许管理位于共享内存，但提供定义 typedef boost::offset_ptr pointer; 或其他缀饰指针的 Deleter 的对象。
成员类型
| 成员类型 | 定义 |
| pointer | 若该类型存在则为 std::remove_reference<Deleter>::type::pointer ，否则为 T* 。必须满足可空指针 (NullablePointer) 。
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| element_type | T ，此 unique_ptr 所管理的对象类型
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| deleter_type | Deleter ，函数对象或到函数或到函数对象的左值引用，会从析构函数调用
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成员函数
构造新的unique_ptr (公开成员函数) | |
| 析构所管理的对象，如果存在的话 (公开成员函数) | |
为unique_ptr赋值 (公开成员函数) | |
修改器 | |
| 返回一个指向被管理对象的指针，并释放所有权 (公开成员函数) | |
| 替换被管理对象 (公开成员函数) | |
| 交换被管理对象 (公开成员函数) | |
观察器 | |
| 返回指向被管理对象的指针 (公开成员函数) | |
| 返回用于析构被管理对象的删除器 (公开成员函数) | |
| 检查是否有关联的被管理对象 (公开成员函数) | |
单对象版本，
| |
| 解引用指向被管理对象的指针 (公开成员函数) | |
数组版本，
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| 提供到被管理数组的有索引访问 (公开成员函数) | |
非成员函数
| (C++14)(C++20) |
创建管理一个新对象的独占指针 (函数模板) |
| (C++20 中移除)(C++20) |
与另一个 unique_ptr 或 nullptr 进行比较 (函数模板) |
| (C++20) |
输出被管理指针的值到输出流 (函数模板) |
| (C++11) |
特化 std::swap 算法 (函数模板) |
辅助类
| (C++11) |
std::unique_ptr 的散列支持 (类模板特化) |
示例
#include <iostream> #include <vector> #include <memory> #include <cstdio> #include <fstream> #include <cassert> #include <functional> struct B { virtual void bar() { std::cout << "B::bar\n"; } virtual ~B() = default; }; struct D : B { D() { std::cout << "D::D\n"; } ~D() { std::cout << "D::~D\n"; } void bar() override { std::cout << "D::bar\n"; } }; // 消费 unique_ptr 的函数能以值或以右值引用接收它 std::unique_ptr<D> pass_through(std::unique_ptr<D> p) { p->bar(); return p; } void close_file(std::FILE* fp) { std::fclose(fp); } int main() { std::cout << "unique ownership semantics demo\n"; { auto p = std::make_unique<D>(); // p 是占有 D 的 unique_ptr auto q = pass_through(std::move(p)); assert(!p); // 现在 p 不占有任何内容并保有空指针 q->bar(); // 而 q 占有 D 对象 } // ~D 调用于此 std::cout << "Runtime polymorphism demo\n"; { std::unique_ptr<B> p = std::make_unique<D>(); // p 是占有 D 的 unique_ptr // 作为指向基类的指针 p->bar(); // 虚派发 std::vector<std::unique_ptr<B>> v; // unique_ptr 能存储于容器 v.push_back(std::make_unique<D>()); v.push_back(std::move(p)); v.emplace_back(new D); for(auto& p: v) p->bar(); // 虚派发 } // ~D called 3 times std::cout << "Custom deleter demo\n"; std::ofstream("demo.txt") << 'x'; // 准备要读的文件 { std::unique_ptr<std::FILE, void (*)(std::FILE*) > fp(std::fopen("demo.txt", "r"), close_file); if(fp) // fopen 可以打开失败；该情况下 fp 保有空指针 std::cout << (char)std::fgetc(fp.get()) << '\n'; } // fclose() 调用于此，但仅若 FILE* 不是空指针 // （即 fopen 成功） std::cout << "Custom lambda-expression deleter demo\n"; { std::unique_ptr<D, std::function<void(D*)>> p(new D, [](D* ptr) { std::cout << "destroying from a custom deleter...\n"; delete ptr; }); // p 占有 D p->bar(); } // 调用上述 lambda 并销毁 D std::cout << "Array form of unique_ptr demo\n"; { std::unique_ptr<D[]> p{new D[3]}; } // 调用 ~D 3 次 }
输出：
unique ownership semantics demo D::D D::bar D::bar D::~D Runtime polymorphism demo D::D D::bar D::D D::D D::bar D::bar D::bar D::~D D::~D D::~D Custom deleter demo x Custom lambda-expression deleter demo D::D D::bar destroying from a custom deleter... D::~D Array form of unique_ptr demo D::D D::D D::D D::~D D::~D D::~D