C++ std::unique_ptr：独占内存的智能指针
在 C++ 内存管理领域，std::unique_ptr是个 “专一” 的角色 —— 它像一把专属钥匙，只允许自己持有某块动态内存的所有权，不允许其他指针共享。这种 “独占特性” 让它在需要严格控制内存归属的场景中格外好用，既能自动释放内存避免泄漏，又能杜绝因多指针共享导致的重复释放问题。
和std::shared_ptr的 “共享引用计数” 不同，std::unique_ptr的核心是 “所有权唯一”：一块内存只能被一个unique_ptr持有，当这个unique_ptr离开作用域或指向新内存时，旧内存会被自动销毁。这种设计让它比shared_ptr更轻量，性能损耗也更小。
先看最基础的用法，用std::unique_ptr管理动态分配的整数：
#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;
int main() {
// 创建unique_ptr，独占指向动态分配的整数50
unique_ptr<int> ptr(new int(50));
cout << "ptr指向的值：" << *ptr << endl; // 输出50
// 尝试用赋值操作共享所有权——编译报错！
// unique_ptr<int> ptr2 = ptr; // 错误：unique_ptr不允许拷贝赋值
// 只能通过std::move()转移所有权
unique_ptr<int> ptr2 = move(ptr);
// 此时ptr已失去所有权，变成空指针
if (ptr == nullptr) {
cout << "ptr已失去内存所有权" << endl;
}
cout << "ptr2指向的值：" << *ptr2 << endl; // 输出50
// ptr2离开作用域时，内存会自动释放
return 0;
}
这段代码清晰体现了unique_ptr的 “独占性”：普通赋值会触发编译错误，只有通过std::move()才能转移所有权，从根源上避免了无意识的内存共享。
实际开发中，更推荐用std::make_unique创建unique_ptr（C++14 及以上支持），它能避免直接使用new带来的潜在风险，还能自动推导类型：
// 更安全高效的创建方式，无需手动写new
auto str_ptr = make_unique<string>("Hello unique_ptr");
cout << "字符串内容：" << *str_ptr << endl; // 输出Hello unique_ptr
cout << "字符串长度：" << str_ptr->size() << endl; // 输出16
std::unique_ptr特别适合管理单个对象的动态内存，比如在类中作为成员变量，避免手动在析构函数中释放内存：
class ImageLoader {
private:
// 用unique_ptr管理动态分配的图像数据
unique_ptr<unsigned char[]> image_data;
int width, height;
public:
ImageLoader(int w, int h) : width(w), height(h) {
// 分配图像数据内存（width*height个像素，每个像素1字节）
image_data = make_unique<unsigned char[]>(width * height);
cout << "图像数据内存已分配" << endl;
}
// 无需手动写析构函数释放内存！
// unique_ptr会在对象销毁时自动释放image_data
void fill_color(unsigned char color) {
// 填充图像颜色（通过[]访问动态数组）
for (int i = 0; i < width * height; ++i) {
image_data[i] = color;
}
cout << "图像已填充为颜色值：" << (int)color << endl;
}
};
int main() {
{
ImageLoader loader(800, 600);
loader.fill_color(255); // 填充白色
}
// 离开作用域，loader销毁，image_data内存自动释放
cout << "图像加载器已销毁，内存自动回收" << endl;
return 0;
}
这个例子中，unique_ptr彻底简化了类的内存管理 —— 不需要手动写析构函数、不需要担心异常导致的内存泄漏，代码简洁又安全。
std::unique_ptr还支持管理动态数组，只需在模板参数中加上[]，就能自动调用delete[]释放内存（而不是delete）：
// 管理动态数组
auto arr_ptr = make_unique<int[]>(5); // 分配5个int的数组
// 给数组赋值
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
arr_ptr[i] = i * 10;
}
// 遍历数组
cout << "动态数组内容：";
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
cout << arr_ptr[i] << " ";
}
// 输出：0 10 20 30 40
// 离开作用域时，自动调用delete[]释放数组
在函数中使用std::unique_ptr也很灵活，既可以作为返回值传递（所有权会自动转移，无需手动move），也能作为参数传入（需显式move转移所有权）：
// 函数返回unique_ptr（所有权自动转移给调用者）
unique_ptr<int> create_number(int value) {
return make_unique<int>(value);
}
// 函数接收unique_ptr参数（需显式转移所有权）
void process_number(unique_ptr<int> num_ptr) {
cout << "处理数字：" << *num_ptr << endl;
// num_ptr离开作用域，内存自动释放
}
int main() {
// 接收函数返回的unique_ptr
auto num_ptr = create_number(100);
// 传递给函数，需用move转移所有权
process_number(move(num_ptr));
// 此时num_ptr已为空，不能再使用
if (num_ptr == nullptr) {
cout << "num_ptr已为空" << endl;
}
return 0;
}
对比原始指针，std::unique_ptr就像给内存加了一层 “安全锁”—— 既保证了内存的自动释放，又通过独占性避免了多指针操作的风险。它的性能接近原始指针，没有shared_ptr引用计数的额外开销，是管理单个动态对象的首选工具。
从类成员变量到函数返回值，从动态数组到资源管理，std::unique_ptr用简洁的接口和严格的所有权控制，解决了 C++ 中大量内存管理问题。下次需要动态分配内存时，不妨优先考虑std::unique_ptr，它会让你的代码既安全又高效，彻底告别 “忘记 delete” 的烦恼。
