最佳实践案例：std::make_unique与std::unique_ptr的结合使用

目录
1. 智能指针std::unique_ptr简介
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第二章：std::make_unique的介绍与使用

2.1 std::make_unique的基本语法和优势

2.1.1 std::make_unique的定义和用法
2.1.2 std::make_unique与new的对比

2.2 std::make_unique在现代C++中的地位

2.2.1 现代C++编程风格的演变
2.2.2 std::make_unique对资源管理的影响

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1. 智能指针std::unique_ptr简介
智能指针是现代C++资源管理的关键工具之一，其中std::unique_ptr作为最常用的智能指针，提供了自动的资源管理功能，保证了资源的生命周期得到妥善管理。与传统的原生指针不同，std::unique_ptr不允许复制操作，以确保资源的唯一所有权。
本章节将介绍std::unique_ptr的基本概念及其背后的原理。我们将从定义和用法开始，逐步展开讨论其在现代C++编程中的重要性。通过了解std::unique_ptr，开发者可以编写出更安全、更高效的代码，避免诸如内存泄漏这类常见问题。
阅读本章节后，您将对如何在代码中有效地使用std::unique_ptr来管理资源有一个清晰的认识。
#include <iostream>#include <memory>// 示例：使用std::unique_ptr管理动态分配的内存void unique_ptr_example() { std::unique_ptr<int> myPointer = std::make_unique<int>(42); // 创建一个std::unique_ptr指向动态分配的int std::cout << *myPointer << std::endl; // 输出：42} // myPointer超出作用域时，其指向的内存将自动释放int main() { unique_ptr_example(); return 0;}
上述代码展示了std::unique_ptr的基本使用方法，同时体现了其自动释放所管理资源的特性，使得资源管理更加简洁和安全。
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第二章：std::make_unique的介绍与使用
2.1 std::make_unique的基本语法和优势
2.1.1 std::make_unique的定义和用法
std::make_unique 是C++14标准中引入的一个辅助函数，它在单个对象的分配中提供了一个异常安全的创建方法。这个函数的主要目的是简化动态内存分配和提高代码的安全性。
std::make_unique 的基本语法如下：
template <typename T, typename... Args>std::unique_ptr<T> make_unique(Args&&... args);
这个函数模板使用完美转发（perfect forwarding），能够接受任意数量的参数，并将它们转发给对象的构造函数。使用 std::make_unique，开发者可以创建一个 std::unique_ptr，它在其析构函数中释放所管理的资源，这通常是通过调用 delete 关闭动态分配的对象。
下面是一个简单的用法示例：
auto uptr = std::make_unique<int>(42); // 创建一个int类型的std::unique_ptr
在这个例子中，我们创建了一个指向 int 类型的 std::unique_ptr，并通过参数 42 初始化了它。这种方式比直接使用 new 操作符更加简洁和安全。
2.1.2 std::make_unique与new的对比
让我们更深入地比较一下 std::make_unique 和 new 操作符的用法和差异：

异常安全：当使用 new 操作符直接分配内存时，如果构造函数抛出异常，则无法释放已分配的内存，从而可能导致内存泄漏。然而，std::make_unique 在这种情况下是异常安全的，因为它会使用局部变量来创建对象，并且确保在构造函数抛出异常时能够自动释放内存。

代码简洁性：与 new 操作符相比，std::make_unique 提供了一种更加简洁、易于理解和维护的代码风格。它减少了源代码中出现的 new 关键字的数量，从而降低了出错的可能性。

安全性：std::make_unique 提升了安全性，因为它通过 std::unique_ptr 管理了动态分配的内存，这样就不会忘记释放内存或者在多个地方手动释放内存。

默认构造函数：如果需要使用默认构造函数创建对象，std::make_unique 可以更简洁地表示这一点，例如：

auto uptr = std::make_unique<T>(); // 创建一个指向T类型的std::unique_ptr，并使用默认构造函数初始化
这比 new T() 更为直观，并且依旧保持异常安全。
在实际编码中，推荐使用 std::make_unique 而不是直接使用 new 操作符，除非需要非常特殊地控制内存分配行为。
2.2 std::make_unique在现代C++中的地位
2.2.1 现代C++编程风格的演变
现代C++强调代码的安全性和易用性。现代C++编程风格倾向于使用智能指针如 std::unique_ptr 和 std::shared_ptr，以减少直接使用裸指针时出现的资源管理错误。智能指针自动管理资源的分配和释放，因此可以减少内存泄漏和野指针的风险。
std::make_unique 是现代C++编程风格的一个典型例子，它使得智能指针的使用更加方便，并且鼓励开发者远离直接的内存分配操作。
2.2.2 std::make_unique对资源管理的影响
std::make_unique 提供了一个简洁而强大的方式来创建 std::unique_ptr 对象。由于 std::unique_ptr 是一种拥有所有权的智能指针，它确保了资源会在适当的时候被自动释放。这与 std::shared_ptr 相比，后者允许多个指针共享同一资源的所有权。
std::make_unique 的使用在资源管理方面引入了以下变化：

使用模式：它鼓励使用局部变量来存储 std::unique_ptr，这样当变量作用域结束时，std::unique_ptr 会自动释放其管理的资源。

异常安全性：std::make_unique 在构造对象时，如果对象的构造函数抛出异常，由于它是函数作用域内的局部变量，异常会自动展开栈，而局部变量在退出作用域时会自动析构，因此可以保证异常安全。

减少冗余代码：使用 std::make_unique 可以减少代码中与内存管理相关的冗余代码，从而提高代码的可读性和可维护性。

通过使用 std::make_unique，开发者可以更容易地编写出既简洁又安全的代码，这对于提高整个项目代码质量和维护性都有着积极的影响。
# 3. std::unique_ptr的高级用法## 3.1 std::unique_ptr与自定义删除器### 3.1.1 删除器的定义和作用智能指针std::unique_ptr在C++中是一种独特的资源管理工具，它不仅能够自动释放所拥有的资源，还能通过自定义删除器来增强资源管理的灵活性和安全性。当std::unique_ptr的实例离开作用域或者被重置时，它的默认行为是使用delete运算符来释放其管理的资源。然而，在某些情况下，标准的delete可能并不适用，比如：- 当资源不是通过new分配的，比如是通过malloc分配的。- 当资源释放需要执行额外的操作，比如释放互斥锁、关闭文件句柄等。- 当使用自定义的内存池进行资源分配。此时，std::unique_ptr允许我们提供一个自定义的删除器来处理资源的释放。删除器可以是一个函数、一个函数对象，或者是一个lambda表达式，它定义了释放资源的具体行为。这使得std::unique_ptr的适用场景大大扩展，可以用于几乎任何类型的资源管理。### 3.1.2 自定义删除器的实例和注意事项下面是一个使用自定义删除器的示例代码：```cpp#include <iostream>#include <memory>// 自定义删除器函数void customDeleter(int* p) { std::cout << "Deleting an int." << std::endl; delete p;}int main() { // 创建一个unique_ptr，关联一个int指针，并指定自定义删除器 std::unique_ptr<int, void(*)(int*)> myUniquePtr(new int(42), customDeleter); // 使用自定义删除器释放资源 myUniquePtr.reset(); return 0;}
在这个例子中，我们定义了一个名为customDeleter的函数，它接受一个int类型的指针作为参数，并使用delete释放它。然后，我们在创建std::unique_ptr时，通过一个模板参数将customDeleter作为删除器传递给std::unique_ptr。这样，当myUniquePtr离开作用域或者调用reset()方法时，customDeleter将被调用。
注意事项：

自定义删除器应该在创建std::unique_ptr实例时就确定，不能在之后更改。
自定义删除器不应该抛出异常。
当使用lambda表达式作为删除器时，应确保捕获的数据在lambda生命周期内有效，否则可能会造成悬空指针的