智能指针选型：unique_ptr、shared_ptr、weak_ptr
裸指针的问题不是"危险"，而是"所有权不明"。智能指针的价值在于把所有权写进类型。选型只有一句话原则：默认 unique_ptr，共享所有权才用 shared_ptr，打破循环才用 weak_ptr。
一、unique_ptr：独占所有权
#include <memory>
// 创建
std::unique_ptr<Foo> p = std::make_unique<Foo>(1, 2); // C++14
// 转移所有权（不能拷贝）
std::unique_ptr<Foo> q = std::move(p);
// p 现在为 nullptr
// 释放
p.reset();
q = nullptr; // 自动 delete
要点：
make_unique是 C++14 才有，C++11 里写std::unique_ptr<Foo>(new Foo(...))；- 删除器可定制，适合管理非
new分配的资源：
auto deleter = [](FILE* f) { if (f) std::fclose(f); };
std::unique_ptr<FILE, decltype(deleter)> fp(std::fopen("a.txt", "r"), deleter);
- 作为函数参数时，
const Foo&表示"观察"，std::unique_ptr<Foo>按值表示"接管所有权"，语义一目了然。
二、shared_ptr：共享所有权
auto sp1 = std::make_shared<Foo>();
auto sp2 = sp1; // 引用计数 = 2
std::weak_ptr<Foo> wp = sp1; // 不影响计数
控制块里保存强引用计数与弱引用计数：强引用归零时析构对象，弱引用也归零时才释放控制块。
优先用 std::make_shared：一次分配同时容纳对象与控制块，比 shared_ptr<Foo>(new Foo) 更快、异常更安全。代价是无法指定自定义删除器，并且只要还有 weak_ptr，对象内存就不会归还（因为同一块内存）。
三、代价不可忽略
shared_ptr 的拷贝是原子计数操作，在热点路径上明显比 unique_ptr 慢；对象大小也是两个指针。因此：
- 传递时用
const std::shared_ptr<T>&（不改变所有权）或T&/T*（纯观察）； - 不要为了"方便"把成员全写成
shared_ptr，会带来意外延长生命周期的风险； - 循环引用必须用
weak_ptr或干脆改成值语义。
四、循环引用排查
struct Node {
std::shared_ptr<Node> next;
std::shared_ptr<Node> prev; // ❌ 双向链表：互相持有，永不为 0
};
auto a = std::make_shared<Node>();
auto b = std::make_shared<Node>();
a->next = b;
b->prev = a; // a、b 计数都为 2，泄漏
修复：把"反向"关系改成 weak_ptr：
struct Node2 {
std::shared_ptr<Node2> next;
std::weak_ptr<Node2> prev; // ✅ 不增加计数
};
判断哪一边用 weak_ptr 的原则是：谁的生命周期由谁决定。父节点持有子节点用 shared_ptr，子节点回指父节点用 weak_ptr。
五、weak_ptr 的正确用法
weak_ptr 不能直接解引用，必须先 lock() 提升：
void use(std::weak_ptr<Foo> wp) {
if (auto sp = wp.lock()) { // 提升成功说明对象还活着
sp->run(); // 在此期间对象不会被销毁
} else {
// 对象已销毁，安全跳过
}
}
不要写 if (!wp.expired()) wp.lock()->run();——expired() 与 lock() 之间存在竞态窗口，多线程下可能崩溃。
六、常见误用清单
| 误用 | 问题 | 修复 |
|---|---|---|
std::shared_ptr<Foo>(new Foo) 两次包装同一裸指针 | 双重释放 | 从源头就用 make_shared，或先建立唯一所有者 |
this 被外部 shared_ptr 接管 | 对象可能已销毁 | 继承 enable_shared_from_this，用 shared_from_this() |
unique_ptr 未标 noexcept 场景下频繁移动 | 影响容器性能 | 移动操作天然 noexcept，别额外抛异常 |
数组用 unique_ptr<T> | 删除不匹配 | 用 unique_ptr<T[]> 或 std::vector |
| 智能指针当函数参数不加区分 | 语义模糊 | 观察用 T&，转移用 unique_ptr<T> |
七、enable_shared_from_this
class Session : public std::enable_shared_from_this<Session> {
public:
void start() {
// ❌ auto self = std::shared_ptr<Session>(this);
auto self = shared_from_this(); // ✅ 共享已有控制块
async_op([self] { self->handle(); });
}
};
前提：对象必须已经由 shared_ptr 管理，否则 shared_from_this() 抛 bad_weak_ptr。
八、选型决策表
| 场景 | 选择 |
|---|---|
| 工厂返回单个对象 | std::unique_ptr<T> |
| 类成员持有从属对象 | std::unique_ptr<T> |
| 多处共享、生命周期难以确定 | std::shared_ptr<T> |
| 观察但不影响生命周期 | T* 或 T&，必要时 weak_ptr<T> |
| 缓存（可随时失效） | weak_ptr<T> |
| 数组 | std::vector<T> 优先 |
九、与老代码共存
C++98 项目里常见 std::auto_ptr，它在 C++11 已废弃、C++17 被移除，且"拷贝即转移"的语义极易踩坑。迁移方法：
- 找出所有
auto_ptr出现点，确认是否需要共享； - 独占语义换成
std::unique_ptr，配合std::move； - 共享语义换成
std::shared_ptr； - 函数签名的
auto_ptr参数同步改成移动语义； - 编译选项中打开
-Wdeprecated-declarations兜底。
智能指针写出的是"谁负责释放"的契约。契约清楚，代码自然短。