C++unique_ptr移动语义与转移所有权(语义.所有权.转移.unique_ptr...)

wufei123 发布于 2025-09-11 阅读(1)
unique_ptr的移动语义实现资源安全转移,禁止拷贝避免双重释放,通过移动构造和赋值将所有权从源指针转移至目标,源变为空,确保独占性。

c++unique_ptr移动语义与转移所有权

unique_ptr
的移动语义是其核心特性,它允许你安全地将一个动态分配对象的所有权从一个
unique_ptr
实例转移到另一个,而无需进行深度拷贝。这本质上意味着资源(比如堆上的对象)的所有权可以被“挪走”,原有的
unique_ptr
随即变为空,确保始终只有一个
unique_ptr
管理该资源,从而避免了双重释放等问题。

当我第一次接触

unique_ptr
时,它给我最大的感受就是“安全感”。那种独占所有权的设计,配合RAII,简直是管理堆内存的福音。而这份安全感的核心,很大程度上就来源于它的移动语义。

想象一下,你有一个

unique_ptr<MyObject> ptr1(new MyObject());
,现在你想把这个
MyObject
的所有权交给另一个
unique_ptr
,比如
ptr2
。如果允许拷贝,那就会出现两个
unique_ptr
指向同一个
MyObject
,当它们各自析构时,就会尝试两次
delete
,这绝对是灾难。
unique_ptr
很聪明,它直接禁用了拷贝构造函数和拷贝赋值运算符。

但有时候,我们确实需要“传递”这个资源。比如,一个函数创建了一个对象,然后想把它返回给调用者;或者在一个容器里,我们想把一个

unique_ptr
从一个位置移动到另一个位置。这时候,移动语义就派上用场了。 PIA PIA

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unique_ptr
提供了移动构造函数和移动赋值运算符。当使用
std::move
将一个
unique_ptr
实例作为右值引用传递时,实际上发生的是所有权的转移:
  1. unique_ptr
    所持有的原始指针(指向
    MyObject
    的地址)被“偷走”了。
  2. 目标
    unique_ptr
    获得了这个原始指针,现在它拥有了
    MyObject
  3. unique_ptr
    的原始指针被置为
    nullptr
    ,它不再管理任何资源。

这意味着,一旦移动完成,你不能再通过源

unique_ptr
访问原来的
MyObject
了,因为它已经“空”了。这完美地实现了独占所有权的概念:资源从A挪到了B,A就不再拥有它了。这种机制不仅安全,而且高效,因为它避免了昂贵的深拷贝操作,仅仅是几个指针的赋值和置空。
#include <iostream>
#include <memory>
#include <vector>
#include <string>

class MyResource {
public:
    int id_;
    MyResource(int id) : id_(id) {
        std::cout << "MyResource " << id_ << " constructed." << std::endl;
    }
    ~MyResource() {
        std::cout << "MyResource " << id_ << " destructed." << std::endl;
    }
    void doSomething() {
        std::cout << "MyResource " << id_ << " doing something." << std::endl;
    }
};

std::unique_ptr<MyResource> createResource(int id) {
    // 函数内部创建unique_ptr,并返回
    // 这里会隐式地发生移动
    return std::make_unique<MyResource>(id); 
}

int main() {
    std::cout << "--- Initial unique_ptr ---" << std::endl;
    std::unique_ptr<MyResource> ptr1 = std::make_unique<MyResource>(101);
    if (ptr1) {
        ptr1->doSomething();
    }

    std::cout << "\n--- Moving ownership ---" << std::endl;
    std::unique_ptr<MyResource> ptr2 = std::move(ptr1); // 显式移动
    if (ptr1) { // ptr1 现在是空的
        std::cout << "ptr1 still holds resource!" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "ptr1 is now null." << std::endl;
    }
    if (ptr2) {
        ptr2->doSomething(); // ptr2 现在拥有资源
    }

    std::cout << "\n--- Moving from function return ---" << std::endl;
    std::unique_ptr<MyResource> ptr3 = createResource(202); // 隐式移动
    if (ptr3) {
        ptr3->doSomething();
    }

    std::cout << "\n--- Moving into a vector ---" << std::endl;
    std::vector<std::unique_ptr<MyResource>> resources;
    resources.push_back(std::move(ptr2)); // 将ptr2持有的资源移动到vector中
    // ptr2 再次变为空
    if (ptr2) {
        std::cout << "ptr2 still holds resource after push_back!" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "ptr2 is now null after push_back." << std::endl;
    }
    resources.push_back(std::move(ptr3)); // 将ptr3持有的资源移动到vector中
    // ptr3 再次变为空
    if (ptr3) {
        std::cout << "ptr3 still holds resource after push_back!" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "ptr3 is now null after push_back." << std::endl;
    }

    std::cout << "\n--- Accessing resources in vector ---" << std

以上就是C++unique_ptr移动语义与转移所有权的详细内容,更多请关注知识资源分享宝库其它相关文章!

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