使用智能指针管理动态数组

题目

使用智能指针管理动态数组

信息

• 类型：问答
• 难度：⭐

考点

unique_ptr动态数组管理, 智能指针基础用法, 资源自动释放

快速回答

使用 std::unique_ptr 管理动态数组时：

• 必须使用数组形式：std::unique_ptr<int[]>
• 通过下标 ptr[index] 访问元素
• 避免手动 delete[]，智能指针会自动释放内存

问题背景

在C++中，使用 new[] 分配的动态数组需要匹配 delete[] 释放内存。智能指针可以自动化这一过程，但需要特殊语法。

核心原理

std::unique_ptr 通过模板特化支持动态数组：

• 标准形式：std::unique_ptr<T> 默认使用 delete
• 数组特化：std::unique_ptr<T[]> 使用 delete[]

代码示例

#include <memory>

// 正确用法
void demo() {
    // 创建含5个整数的动态数组
    std::unique_ptr<int[]> arr(new int[5]);

    // 初始化数组
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        arr[i] = i * 10;  // 通过下标访问
    }

    // 不需要手动释放！离开作用域时自动调用 delete[]
}

// 错误用法示例
void wrong_demo() {
    // 错误：使用非数组形式管理动态数组
    std::unique_ptr<int> arr(new int[5]);

    // 错误：尝试下标访问（编译失败）
    // arr[2] = 100;

    // 未定义行为：将调用 delete 而非 delete[]
}

最佳实践

• 显式指定数组类型：始终使用 std::unique_ptr<T[]> 管理动态数组
• 避免手动释放：依赖RAII机制自动释放资源
• 优先使用标准容器：如 std::vector 比原始动态数组更安全
• 工厂函数创建：C++14+ 推荐 auto arr = std::make_unique<int[]>(5);

常见错误

• 误用 std::unique_ptr<T> 管理数组（导致 delete 而非 delete[]）
• 尝试对数组智能指针使用 * 或 -> 运算符（应使用下标）
• 与普通指针混用：int* raw = arr.get(); 需谨慎避免悬空指针

扩展知识

• shared_ptr 管理数组：C++17+ 支持 std::shared_ptr<int[]>，早期版本需自定义删除器：

  std::shared_ptr<int> sp(new int[5], [](int* p) { delete[] p; });

• 与 std::vector 对比：智能指针管理数组时缺乏大小信息，std::vector 更推荐用于动态数组场景
• 自定义删除器：可用于管理特殊资源（如文件句柄）