unique_ptr提高代码安全性的3种方式

在c++中，内存管理是一件让人头疼的事情。当我们写一个new语句时，需要为其匹配一条delete语句。但是我们不能避免程序还未执行到delete时就跳转了或者在函数中没有执行到最后的delete语句就返回了。如果不在每一个可能跳转或者返回的语句前释放资源，就会造成内存泄漏。智能指针在可以在很大程度上避免这个问题，因为智能指针是一个类，当超出了类的作用域时，类会自动调用析构函数，析构函数会自动释放资源。

1.unique_ptr代替auto_ptr

c++ 11提出了shared_ptr, unique_ptr和weak_ptr三种新的智能指针。而其中unique_ptr可以说是auto_ptr完美的替代品。c++ 11已经弃用了auto_ptr，甚至在c++ 17中，auto_ptr已经从标准库中移除，如果在c++ 17中（或者更高）使用auto_ptr，你将会得到以下错误：

可见在最新的c++中已经抛弃了auto_ptr，使用unique_ptr最主要的好处就是能够正确的表达控制权的转移。考虑如下的代码：

当完成拷贝赋值之后，执行pb1->Show()时，发生如下错误：

这是因为auto_ptr在拷贝赋值时，发生控制权转移，而此时原先的auto_ptr已经失效了。当函数结束时并没有一个控制权移交的过程，所以调用了一个失效的指针发生错误。auto_ptr这一赋值方式似乎十分诡异，这是因为auto_ptr对象被删除时，一定会释放掉它所管理的资源，所以让多个 auto_ptr 指向同时同一个对象是一件十分可怕的事，因为有可能被多次删除。为了预防这个问题，通过拷贝构造及拷贝赋值复制它们后，原 auto_ptr 管理的指针将会置为 NULL，而通过复制得到新智能指针将获取资源的唯一所有权。这一诡异的复制行为以及"受auto_ptr管理的资源不能有多于一个的auto_ptr指向它"。

unique_ptr是用于取代c++98的 auto_ptr 的产物。在c++98的时候还没有移动语义(move semantics)的支持，因此对于auto_ptr的控制权转移的实现没有核心元素的支持，但是还是实现了auto_ptr 的移动语义，这样带来的问题是拷贝构造函数和拷贝赋值函数语义让人迷惑。在c++11当中有了移动语义，使用move()把unique_ptr传入函数，你就知道原先的unique_ptr已经失效了。

unique_ptr 是一个独享所有权的智能指针，它提供了严格意义上的所有权，包括：

1、拥有它指向的对象

2、无法进行复制构造，无法进行复制赋值操作。即无法使两个unique_ptr指向同一个对象。但是可以进行移动构造和移动赋值操作

3、保存指向某个对象的指针，当它本身被删除释放的时候，会使用给定的删除器释放它指向的对象

2. unique_ptr隐藏了原始的new和delete

在c++中new返回的指针应该属于资源句柄（可以调用delete），但是如果new返回的指针被分配给一个普通指针，有可能会发生泄露。所以换句话说，在c++中应当尽量避免显式的调用new。对于unique_ptr，并不能完全的避免内存泄漏的问题，尽管unique_ptr在某种程度上说是为了解决避免内存泄漏的问题而生的，考虑如下的一种情况：

F(unique_ptr(new Test()), func_throw_exception()));

因为C++ 标准并没有规定编译器对函数参数的求值次序，所以有可能出现这样的次序：

1.调用new Test()分配内存

2.func_throw_exception()抛出异常程序结束

3.调用unique_ptr构造函数

调用func_throw_exception()函数会抛出异常，所以无法构造unique_ptr，导致new T所分配的内存不能回收，造成了内存泄露。解决这个问题，需要使用make_unique函数：

F(make_unique<Test>(), func_throw_exception());

当make_unique()被调用时, 指向Test对象的原始指针被保存在unique_ptr对象中，当抛出异常程序结束时，unique_ptr会调用析构函数释放内存。

3. 控制指针的所有权

对比如下两句代码：

MyType* pObject1;

std :: unique_ptr<MyType> pObject2;

从第一句代码中，我们只能知道pObject1指向了一个MyType类型；而第二句中我们可以得出pObject2指向了一个MyType类型，并且是该变量的拥有者。在现代c++中，我们用原始的指针作为观察事物的方式，但拥有者以智能指针（或者其他RAII类型）的方式出现。

在以往的c++代码中，我们无法判断一个传统指针是作为观察者还是拥有者出现的，所以这在释放内存时谁扮演着释放内存的核心角色总是让人困惑。使用new常常习惯写出如下代码：

MyType* BuildObject() {

MyType* pObj = new MyType();

complexBuild(pObj);

return pObj;

}

// ...

auto pObj = BuildObject();

而使用unique_ptr后，或者这样的代码会更加合理：

unique_ptr<MyType> BuildObject() {

auto pObj = make_unique<MyType>();

complexBuild(pObj.get());