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【C++】什么是智能指针及应用

ds 2025/9/2 7:57:13

在 C++ 项目中，智能指针是管理动态内存的重要工具，能有效避免内存泄漏。Android Framework 中大量使用了自定义的智能指针（sp/wp），标准库的std::shared_ptr和std::unique_ptr也在很多场景中应用。

判断什么时候用智能指针很简单，核心就看谁来负责释放内存。手动管理内存容易出错（比如忘记释放、重复释放），智能指针的作用就是自动帮你释放内存，避免这些问题。

用一个生活例子类比：

手动管理内存 = 你自己租房，到期必须记得退租，否则会罚款（内存泄漏）；退错房（重复释放）也会出问题。
智能指针 = 找了个管家，到期自动退租，你不用操心。

一、必须用智能指针的 3 种场景

1. 动态分配的内存（用new创建的对象）

只要你用了new，就必须考虑释放。这时用智能指针最安全。

// 错误示例：手动管理容易忘释放
void func() {int* p = new int(10);  // 分配内存// ... 中间代码如果 return 或抛异常，下面的 delete 不会执行，导致内存泄漏delete p;  // 手动释放，风险高
}// 正确示例：用智能指针自动释放
void func() {std::unique_ptr<int> p(new int(10));  // 分配后交给智能指针// ... 无论中间发生什么，出了作用域自动释放
}

2. 内存需要在多个地方共享

比如一个对象需要被多个函数或类同时使用，用std::shared_ptr可以自动跟踪 “谁还在用”，最后一个使用者用完才释放。

// 场景：一张图片被多个UI组件显示
class Image {
public:Image(const std::string& path) { /* 加载图片 */ }
};void showInWindowA(std::shared_ptr<Image> img) { /* 显示图片 */ }
void showInWindowB(std::shared_ptr<Image> img) { /* 显示图片 */ }int main() {auto img = std::make_shared<Image>("photo.jpg");  // 共享指针showInWindowA(img);  // 传递共享指针（引用计数+1）showInWindowB(img);  // 传递共享指针（引用计数+1）// 当所有地方都不用img了，自动释放图片内存
}

3. 函数需要返回动态分配的对象

如果函数返回new出来的对象，用智能指针可以避免调用者忘记释放。

// 错误示例：返回裸指针，调用者可能忘释放
Image* createImage() {return new Image("pic.jpg");  // 谁来delete？不知道
}// 正确示例：返回智能指针，自动管理
std::unique_ptr<Image> createImage() {return std::make_unique<Image>("pic.jpg");  // 调用者不用管释放
}

二、不需要用智能指针的 3 种场景

1. 栈上的对象（不用new创建的）

栈上的对象会自动销毁，不需要智能指针。

void func() {int a = 10;  // 栈上变量，出作用域自动消失Image img("pic.jpg");  // 栈上对象，出作用域自动调用析构函数// 不需要任何指针管理
}

2. 全局 / 静态变量

全局变量在程序结束时自动释放，静态变量在作用域结束时自动释放。

Image g_globalImg("global.jpg");  // 全局对象，程序结束时自动销毁void func() {static Image s_staticImg("static.jpg");  // 静态对象，函数第一次调用时创建，程序结束时销毁
}

3. 已经由其他系统管理的内存

比如 Android Framework 中，有些对象由系统服务（如Binder）管理生命周期，这时不需要用智能指针。

// 示例：Android中获取系统服务（服务生命周期由系统管理）
sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();  // 系统提供的智能指针
sp<IBinder> binder = sm->getService(String16("media.player"));  // 系统管理的对象
// 这里的sp是Android自定义智能指针，但原理和std::shared_ptr一样