C++笔记之unique_ptr转移堆内空间的所有权

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一.C++笔记之unique_ptr转移堆内空间的所有权

std::unique_ptr在C++中用于表示对堆内存的独占所有权。这是一种非常有用的工具，可以帮助避免内存泄漏，并使内存管理变得更为简单。关于std::unique_ptr所有权的转移，主要有以下几种方式：

方法1.使用std::move函数

例1

例2

方法2.使用std::unique_ptr的reset方法

你可以使用reset方法将一个新的原始指针赋给unique_ptr。这将导致unique_ptr放弃对其当前内存的所有权，并接管新内存的所有权。
例1

例2

方法3.返回unique_ptr

在函数中，你可以返回一个unique_ptr，从而将所有权传递给调用者。例如：

方法4.std::unique_ptr的swap方法

通过std::unique_ptr的swap方法：可以交换两个unique_ptr的所有权。

以上就是unique_ptr所有权转移的几种主要方式。请注意，因为unique_ptr代表的是独占所有权，所以你不能通过赋值或复制将一个unique_ptr的所有权给另一个unique_ptr。尝试这样做会导致编译错误。

二.unique_ptr的reset和release方法

1.调用无参数的reset()方法

2.调用有参数的reset()方法

三.面试问题：返回局部变量的std::unique_ptr可以转移堆内存的所有权吗？

不可以。返回指向局部变量的 std::unique_ptr 并不能转移堆内存的所有权，因为局部变量的生命周期在函数退出时结束，此时 std::unique_ptr 的析构函数会被调用，尝试释放已经无效的内存地址，可能会导致未定义行为。

std::unique_ptr 的核心特性是独占所有权，它确保在一个时间点只有一个 std::unique_ptr 指向一个特定的资源。如果你希望将堆内存的所有权转移给另一个 std::unique_ptr，你应该使用 std::move 函数来显式地转移所有权。

下面是一个例子，演示了在函数中返回 std::unique_ptr 的情况：

#include <iostream>
#include <memory>std::unique_ptr<int> createUniquePtr(int value) {std::unique_ptr<int> ptr(new int(value));return ptr; // 返回局部变量，尝试转移所有权，但是会导致问题
}int main() {std::unique_ptr<int> ptr = createUniquePtr(42); // 错误：悬空指针，因为局部变量已经被销毁// 尝试访问 ptr 会导致未定义行为return 0;
}

上述代码会产生未定义行为，因为在 createUniquePtr 函数退出时，局部变量 ptr 将被销毁，std::unique_ptr 的析构函数将被调用，尝试释放已经无效的内存。

要避免这种情况，你应该在函数中创建一个 std::unique_ptr，然后通过 std::move 将所有权转移到调用函数中的另一个 std::unique_ptr：

四.通过 std::move 将所有权转移到调用函数中的另一个 std::unique_ptr，解决面试三的问题

std::move 是一个 C++ 标准库中的函数，它将一个左值（左值引用）转换为右值引用，从而允许将资源的所有权有效地从一个对象转移到另一个对象，而不触发资源的拷贝或移动操作。

在上述例子中，std::move(ptr) 将 std::unique_ptr<int> 对象 ptr 从一个左值转换为一个右值引用，使得 createUniquePtr 函数可以接受并返回这个右值引用，从而实现了资源的所有权转移。

这样做的好处是，可以避免不必要的资源拷贝和移动，从而提高代码的效率。但要注意，一旦资源的所有权转移后，原始的对象（在这里是 ptr）应该被视为无效，不再访问或使用它，以防止悬空指针和未定义行为。