c++11 智能指针 （std::unique_ptr）（一）
定义于头文件 <memory>
template<class T,class Deleter = std::default_delete<T>>
class unique_ptr; (1) (C++11 起) template <class T, class Deleter>
class unique_ptr<T[], Deleter>; (2) (C++11 起)
std::unique_ptr 是通过指针占有并管理另一对象，并在 unique_ptr 离开作用域时释放该对象的智能指针。
在下列两者之一发生时用关联的删除器释放对象：
- 销毁了管理的
unique_ptr对象 - 通过 operator= 或 reset() 赋值另一指针给管理的
unique_ptr对象。
通过调用 get_deleter()(ptr) ，用潜在为用户提供的删除器释放对象。默认删除器用 delete 运算符，它销毁对象并解分配内存。
unique_ptr 亦可以不占有对象，该情况下称它为空 (empty)。
std::unique_ptr 有两个版本：
1) 管理单个对象（例如以 new 分配）
2) 管理动态分配的对象数组（例如以 new[] 分配）
类满足可移动构造 (MoveConstructible) 和可移动赋值 (MoveAssignable) 的要求，但不满足可复制构造 (CopyConstructible) 或可复制赋值 (CopyAssignable) 的要求。
| 类型要求 | ||
- Deleter 必须是函数对象 (FunctionObject) 或到函数对象 (FunctionObject) 的左值引用或到函数的左值引用，可以 unique_ptr<T, Deleter>::pointer 类型参数调用
|
注意
只有非 const 的 unique_ptr 能转移被管理对象的所有权给另一 unique_ptr 。若对象的生存期为 const std::unique_ptr 所管理，则它被限定在创建指针的作用域中。
std::unique_ptr 常用于管理对象的生存期，包含：
- 通过正常退出和经由异常退出两者上的受保证删除，提供异常安全，给处理拥有动态生存期的对象的类和函数
- 传递独占的拥有动态生存期的对象的所有权到函数
- 从函数获得独占的拥有动态生存期对象的所有权
- 作为具移动容器的元素类型，例如保有指向动态分配对象的指针的 std::vector （例如，若想要多态行为）
std::unique_ptr 可为不完整类型 T 构造，例如用于改善用作 pImpl 手法中把柄的用途。若使用默认删除器，则 T 必须在代码中调用删除器点处完整，这发生于析构函数、移动赋值运算符和 std::unique_ptr 的 reset 成员函数中。（相反地， std::shared_ptr 不能从指向不完整类型的裸指针构造，但可于 T 不完整处销毁）。注意若 T 是类模板特化，则以 unique_ptr 为运算数的使用，如 !p ，因 ADL 而要求 T 的形参完整。
若 T 是某基类 B 的导出类，则 std::unique_ptr<T> 可隐式转换为 std::unique_ptr<B>。产生的 std::unique_ptr<B> 的默认删除器将使用 B 的 operator delete ，这导致未定义行为，除非 B 的析构函数为虚。注意 std::shared_ptr 表现有别： std::shared_ptr<B> 将使用类型 T 的 operator delete ，而且即使 B 的析构函数非虚，也会正确删除被占有对象。
不同于 std::shared_ptr ， std::unique_ptr 可通过任何满足可空指针 (NullablePointer) 的定制把柄类型管理对象。例如，这允许管理位于共享内存，但提供定义 typedef boost::offset_ptr pointer; 或其他缀饰指针的 Deleter 的对象。
构造函数
初等模板 unique_ptr<T> 的成员
constexpr unique_ptr() noexcept;
constexpr unique_ptr( nullptr_t ) noexcept; (1) explicit unique_ptr( pointer p ) noexcept; (2) unique_ptr( pointer p, /* see below */ d1 ) noexcept; (3) unique_ptr( pointer p, /* see below */ d2 ) noexcept; (4) unique_ptr( unique_ptr&& u ) noexcept; (5) template< class U, class E >
unique_ptr( unique_ptr<U, E>&& u ) noexcept; (6) template< class U >
unique_ptr( std::auto_ptr<U>&& u ) noexcept; (7) (C++17 中移除)
数组特化 unique_ptr<T[]> 的成员
constexpr unique_ptr() noexcept;
constexpr unique_ptr( nullptr_t ) noexcept; (1) explicit unique_ptr( pointer p ) noexcept; (2) (C++17 前) template<class U> explicit unique_ptr( U p ) noexcept; (2) (C++17 起) unique_ptr( pointer p, /* see below */ d1 ) noexcept; (3) (C++17 前) template<class U> unique_ptr( U p, /* see below */ d1 ) noexcept; (3) (C++17 起) unique_ptr( pointer p, /* see below */ d2 ) noexcept; (4) (C++17 前) template<class U> unique_ptr( U p, /* see below */ d2 ) noexcept;(4) (C++17 起) unique_ptr( unique_ptr&& u ) noexcept; (5) template< class U, class E >
unique_ptr( unique_ptr<U, E>&& u ) noexcept; (6) (C++17 起)
1) 构造不占有对象的 std::unique_ptr 。值初始化存储的指针和存储的删除器。要求 Deleter 可默认构造 (DefaultConstructible) 且构造不抛异常。
|
若 |
(C++17 前) |
|
这些重载仅若 std::is_default_constructible<Deleter>::value 为 true 且 Deleter 不是指针类型才参与重载决议。 |
(C++17 起) |
2) 构造占有 p 的 std::unique_ptr ，以 p 初始化存储的指针，并值初始化存储的删除器。要求 Deleter 可默认构造 (DefaultConstructible) 且构造不抛异常。
|
若 |
(C++17 前) |
|
此重载仅若 std::is_default_constructible<Deleter>::value 为 true 且 Deleter 不是指针类型才参与重载决议。若类模板实参推导选择此构造函数，则程序为病式。 |
(C++17 起) |
3-4) 构造占有 p 的 std::unique_ptr 对象，以 p 初始化存储的指针，并按下列方式初始化删除器 D （依赖于 D 是否为引用类型）
a) 若 D 是非引用类型 A ，则签名是：
|
unique_ptr(pointer p, const A& d) noexcept; |
(1) |
（要求 Deleter 为不抛出可复制构造 (CopyConstructible) ）
|
|
unique_ptr(pointer p, A&& d) noexcept; |
(2) |
（要求 Deleter 为不抛出可移动构造 (MoveConstructible) ）
|
b) 若 D 是左值引用类型 A& ，则签名是：
|
unique_ptr(pointer p, A& d) noexcept; |
(1) | |
|
unique_ptr(pointer p, A&& d); |
(2) |
c) 若 D 是左值引用类型 const A& ，则签名是：
|
unique_ptr(pointer p, const A& d) noexcept; |
(1) | |
|
unique_ptr(pointer p, const A&& d); |
(2) |
所有情况中删除器从 std::forward<decltype(d)>(d) 初始化。
|
若 |
(C++17 前) |
|
若 |
(C++17 起) |
2-4) 数组特化中表现同初等模板中接收一个指针参数的构造函数，除了它们不另外参与重载决议，除非下列之一为真：
|
(C++17 起) |
5) 通过从 u 转移所有权给 *this 构造 unique_ptr 并存储空指针于 u 。此构造函数仅若 std::is_move_constructible<Deleter>::value 为 true 才参与重载决议。若 Deleter 不是引用类型，则要求它为不抛出可移动构造 (MoveConstructible) （若 Deleter 是引用，则 get_deleter() 和 u.get_deleter() 在移动构造后引用相同值）。
6) 通过从 u 转移所有权给 *this 构造 unique_ptr ，其中 u 以指定的删除器（ E ）构造。它依赖于 E 是否引用类型，如下：
a) 若 E 是引用类型，则从 u 的删除器复制构造此删除器（要求此构造不抛出）
b) 若 E 不是引用类型，则从 u 的删除器移动构造此删除器（要求此构造不抛出）
此构造函数仅若下列皆为真才参与重载决议：
a) unique_ptr<U, E>::pointer 可隐式转换为 pointer
b) U 不是数组类型
c) Deleter 是引用类型且 E 与 D 为同一类型，或 Deleter 不是引用类型且 E 可隐式转换为 D
6) 数组的特化中，表现同在初等模板中者，除了它仅若下列皆为真才会参与重载决议
|
(C++17 起) |
7) 构造 unique_ptr ，其中以 u.release() 初始化存储的指针，并值初始化存储的删除器。此构造函数仅若 U* 可隐式转换为 T* 且 Deleter 与 std::default_delete<T> 为同一类型才参与重载决议。
参数
| p | - | 指向要管理的对象的指针 |
| d1,d2 | - | 用于销毁对象的删除器 |
| u | - | 获取所有权来源的智能指针 |
注意
使用 std::make_unique<T> 是更好的做法，可取代与 new 一起的重载 (2) 。
std::unique_ptr<Derived> 通过重载 (6) 可隐式转换为 std::unique_ptr<Base> （因为被管理指针和 std::default_delete 都可隐式转换）。
因为默认构造函数是 constexpr ，故静态的 unique_ptr 作为静态非局部初始化的一部分初始化，在任何动态初始化之前。这使得在任何静态对象的构造函数中使用 unique_ptr 是安全的。
|
无源自指针类型的类模板实参推导，因为不可能辨别来自 |
(C++17 起) |
调用示例
#include <iostream>
#include <memory>struct Foo // 要管理的对象
{Foo(){std::cout << "Foo ctor\n";}Foo(const Foo&){std::cout << "Foo copy ctor\n";}Foo(Foo&&){std::cout << "Foo move ctor\n";}~Foo(){std::cout << "~Foo dtor\n";}
};struct D // 删除器
{D() {};D(const D&){std::cout << "D copy ctor\n";}D(D&){std::cout << "D non-const copy ctor\n";}D(D&&){std::cout << "D move ctor \n";}void operator()(Foo* p) const{std::cout << "D is deleting a Foo\n";delete p;};
};int main()
{std::cout << "Example constructor(1)...\n";std::unique_ptr<Foo> up1; // up1 为空std::unique_ptr<Foo> up1b(nullptr); // up1b 为空std::cout << "Example constructor(2)...\n";{std::unique_ptr<Foo> up2(new Foo); // up2 现在占有 Foo} // Foo 被删除std::cout << "Example constructor(3)...\n";D d;{// 删除器类型不是引用std::unique_ptr<Foo, D> up3(new Foo, d); // 复制删除器}{// 删除器类型是引用std::unique_ptr<Foo, D&> up3b(new Foo, d); // up3b 保有到 d 的引用}std::cout << "Example constructor(4)...\n";{// 删除器不是引用std::unique_ptr<Foo, D> up4(new Foo, D()); // 移动删除器}std::cout << "Example constructor(5)...\n";{std::unique_ptr<Foo> up5a(new Foo);std::unique_ptr<Foo> up5b(std::move(up5a)); // 所有权转移}std::cout << "Example constructor(6)...\n";{std::unique_ptr<Foo, D> up6a(new Foo, d); // 复制 Dstd::unique_ptr<Foo, D> up6b(std::move(up6a)); // 移动 Dstd::unique_ptr<Foo, D&> up6c(new Foo, d); // D 是引用std::unique_ptr<Foo, D> up6d(std::move(up6c)); // 复制 D}std::cout << "Example constructor(7)...\n";{std::auto_ptr<Foo> up7a(new Foo);std::unique_ptr<Foo> up7b(std::move(up7a)); // 所有权转移}std::cout << "Example array constructor...\n";{std::unique_ptr<Foo[]> up(new Foo[3]);} // 删除三个 Foo 对象
}
输出
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