unique_ptr和shared_ptr有何区别？

zbhbbedp282793cl2025-11-12 12:35

在C++中，unique_ptr和shared_ptr是两种重要的智能指针，主要区别如下：

1. 所有权机制

unique_ptr（独占指针）

采用独占所有权 模式，同一时刻只能有一个unique_ptr指向资源，不可复制（copy禁止），仅支持移动语义 （move）。
示例：
cpp 复制代码
```
std::unique_ptr<int> ptr1 = std::make_unique<int>(10);
std::unique_ptr<int> ptr2 = std::move(ptr1); // ptr1所有权转移至ptr2
```
shared_ptr（共享指针）

采用共享所有权 模式，多个shared_ptr可指向同一资源，通过引用计数 管理资源生命周期。
示例：
cpp 复制代码
```
std::shared_ptr<int> ptr1 = std::make_shared<int>(20);
std::shared_ptr<int> ptr2 = ptr1; // 引用计数+1
```

2. 实现原理

unique_ptr

无额外开销，仅封装原始指针，通过删除器 （默认为delete）释放资源。
内存占用 ：接近原始指针大小（通常为sizeof(void*)）。
shared_ptr

维护控制块 （含引用计数、弱计数、删除器等），资源释放需计数归零。
内存占用：通常为两个指针大小（指向资源和控制块）。

3. 使用场景

unique_ptr适用场景
- 资源独占管理（如工厂模式返回值）
- 替代auto_ptr（已废弃）
- 性能敏感场景（无计数开销）
shared_ptr适用场景
- 跨作用域共享资源（如多线程数据传递）
- 复杂所有权关系（如网状数据结构）
- 需自动管理生命周期时

4. 性能对比

特性	`unique_ptr`	`shared_ptr`
复制开销	禁止复制	原子操作更新计数
内存占用	低（1指针）	较高（2指针+控制块）
线程安全	非原子操作	引用计数原子操作

5. 代码示例对比

cpp 复制代码

// unique_ptr：所有权转移
std::unique_ptr<int> u1 = std::make_unique<int>(5);
std::unique_ptr<int> u2 = std::move(u1); // u1变为nullptr

// shared_ptr：共享所有权
std::shared_ptr<int> s1 = std::make_shared<int>(10);
{
    std::shared_ptr<int> s2 = s1; // 计数=2
} // s2析构，计数=1

总结

需独占资源 时用unique_ptr（高效、轻量）
需共享资源 时用shared_ptr（灵活、安全）
避免循环引用（shared_ptr可能需配合weak_ptr）