C++智能指针unique_ptr与make

一、核心概念：什么是 `std::unique_ptr`？

std::unique_ptr 是 C++11 引入的一种独占所有权的智能指针。它的设计哲学是：

独占性：同一时间内，有且只能有一个 unique_ptr 指向一个特定的对象。它无法被复制（copy）。
移动性：所有权可以通过 std::move 转移给另一个 unique_ptr。转移后，原来的指针变为 nullptr。
自动释放：当 unique_ptr 离开其作用域（被销毁）时，它会自动调用 delete 或指定的删除器来释放其所管理的对象内存。

基本用法：

 1#include <memory>
 2
 3class MyClass {
 4public:
 5    MyClass(int value) : data(value) {}
 6    void doSomething() {}
 7    int data;
 8};
 9
10// 1. 创建一个 unique_ptr (C++11 方式 - 不推荐)
11std::unique_ptr<MyClass> ptr1(new MyClass(10));
12
13// 2. 使用 make_unique (C++14 方式 - 推荐)
14auto ptr2 = std::make_unique<MyClass>(20);
15
16// 使用 -> 操作符访问成员
17ptr2->doSomething();
18// 使用 * 操作符解引用
19(*ptr2).data = 30;
20
21// 所有权转移
22std::unique_ptr<MyClass> ptr3 = std::move(ptr2); // ptr2 现在为 nullptr
23// std::unique_ptr<MyClass> ptr4 = ptr3; // 错误！无法复制

二、`std::make_unique` 的出现

std::make_unique 是 C++14 才加入标准库的（但很容易在 C++11 中自己实现一个）。它是一个工厂函数模板，用于创建并返回一个管理着新对象的 std::unique_ptr。

它的存在主要是为了解决直接使用 new 构造 unique_ptr 时存在的缺陷。

三、核心区别与为什么首选 `make_unique`

1. 异常安全性 (最关键的区别！)

危险场景：

1void process(std::unique_ptr<MyClass> p1, std::unique_ptr<MyClass> p2);
2
3// 使用 new 的调用方式
4process(std::unique_ptr<MyClass>(new MyClass(100)),
5        std::unique_ptr<MyClass>(new MyClass(200))); // 潜在内存泄漏风险！

编译器可能按以下顺序执行：

new MyClass(100)
new MyClass(200)
构造第一个 unique_ptr
构造第二个 unique_ptr

如果在步骤2之后、步骤3之前抛出异常，那么第一个 MyClass 对象已经分配但没有任何智能指针管理它，导致内存泄漏。

解决方案：使用 make_unique

1process(std::make_unique<MyClass>(100),
2        std::make_unique<MyClass>(200)); // 异常安全！

make_unique 将 new 和 unique_ptr 的构造封装在一个函数调用内，消除了中间状态，保证了异常安全。

2. 代码简洁性与可读性 (DRY原则)

使用 new：违反 DRY (Don’t Repeat Yourself) 原则。 std::unique_ptr<MyClass> p(new MyClass(10)); // 'MyClass' 写了两次
使用 make_unique：只需指定一次类型，通常与 auto 搭配，非常干净。 auto p = std::make_unique<MyClass>(10); // 清晰简洁

3. 潜在性能优势

使用 new：可能进行两次内存分配（一次对象，一次控制块）。
使用 make_unique：编译器有机会将对象和控制块的内存分配合并为一次操作，减少内存开销和碎片。

四、使用技巧与注意事项

与 auto 关键字搭配使用：这是最地道的写法。

1auto widget = std::make_unique<MyWidget>("name", 123);

传递参数：make_unique 的参数就是传递给构造函数参数。

1class Person {
2    Person(std::string name, int age);
3};
4auto person = std::make_unique<Person>("Alice", 30); // 等价于 new Person("Alice", 30)

管理数组：unique_ptr 支持数组，但语法略有不同。

1// 管理一个 int 数组
2auto arr = std::make_unique<int[]>(10); // 创建一个大小为10的int数组
3arr[0] = 42;
4
5// 也可以使用传统方式（需要指定删除器）
6std::unique_ptr<int[], std::default_delete<int[]>> arr2(new int[10]);

自定义删除器：make_unique 不支持传递自定义删除器。这是你需要直接使用 new 构造 unique_ptr 的主要场景。

1// 使用 make_unique，无法指定删除器
2auto p1 = std::make_unique<MyClass>();
3
4// 需要自定义删除器时，必须直接构造 unique_ptr
5auto FileDeleter = [](FILE* fp) { if(fp) fclose(fp); };
6std::unique_ptr<FILE, decltype(FileDeleter)> file_ptr(fopen("data.txt", "r"), FileDeleter);

获取原始指针：使用 .get() 方法。注意：不要手动 delete 这个指针！

1auto ptr = std::make_unique<MyClass>();
2MyClass* raw_ptr = ptr.get(); // 用于调用一些需要原始指针的API
3some_legacy_api(raw_ptr);

重置与释放：

1auto ptr = std::make_unique<MyClass>();
2ptr.reset();            // 释放当前管理的对象，ptr变为nullptr
3ptr.reset(new MyClass); // 释放旧对象，管理新对象
4
5MyClass* raw_ptr = ptr.release(); // 释放所有权，返回原始指针，ptr变为nullptr。
6                                 // 现在你必须手动管理 raw_ptr 的生命周期！

五、取舍总结：何时用 `make_unique`，何时用 `new`？

场景	推荐方式	理由
绝大多数情况	`std::make_unique<T>(...)`	异常安全、代码简洁、性能更优。是现代C++的惯用法。
需要自定义删除器	`std::unique_ptr<T, D>(new T(...), deleter)`	`make_unique` 无法传递自定义删除器。
需要处理遗留代码或特殊内存	直接构造 `unique_ptr`	例如，对象是由特殊的 `malloc` 或第三方库函数分配的，需要配套的自定义删除器。

黄金法则：优先使用 std::make_unique 。只有在它无法满足需求（主要是自定义删除器）时，才退回到直接使用 new 来构造 std::unique_ptr 。

一、核心概念：什么是 std::unique_ptr？

二、std::make_unique 的出现

三、核心区别与为什么首选 make_unique