在C++模板类中使用智能指针可有效管理内存,避免泄漏。1. 可用std::unique_ptr<T>作为成员管理独占对象,通过set创建,get访问;2. 需共享时用std::shared_ptr<T>,支持引用计数与写时复制;3. 模板方法可接受shared_ptr参数,提升接口灵活性;4. 推荐make_unique/make_shared创建指针,避免裸new,并可将指针类型设为模板参数以增强通用性。
在C++模板类中使用智能指针是常见且推荐的做法,可以有效管理动态分配的对象,避免内存泄漏。由于模板的泛型特性,结合智能指针(如
std::shared_ptr
、
std::unique_ptr
)可以让代码更安全、灵活。
1. 在模板类中声明智能指针成员
你可以在模板类中使用智能指针作为成员变量,指向模板参数类型或其他类型。
#include <memory> template <typename T> class Container { private: std::unique_ptr<T> data_; public: Container() = default; void set(T value) { data_ = std::make_unique<T>(value); } T get() const { return data_ ? *data_ : T{}; } };
这里
std::unique_ptr<T>
管理一个类型为
T
的对象。构造时为空,调用
set
时创建新对象。
2. 使用 shared_ptr 实现共享所有权
如果多个实例需要共享同一个对象,应使用
std::shared_ptr
。
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template <typename T> class SharedContainer { private: std::shared_ptr<T> ptr_; public: SharedContainer(T value) : ptr_(std::make_shared<T>(value)) {} void modify(T new_value) { if (ptr_.use_count() > 1) { ptr_ = std::make_shared<T>(new_value); // 写时复制语义 } else { *ptr_ = new_value; } } T get() const { return *ptr_; } };
shared_ptr
支持引用计数,适合需要共享资源的场景。注意写时复制(copy-on-write)技巧可提高效率。
3. 模板函数参数传递智能指针
模板类中的方法也可以接受智能指针作为参数,增强接口灵活性。
template <typename T> class Processor { public: void process(std::shared_ptr<T> item) { if (item) { // 处理 item doWork(*item); } } private: void doWork(const T& t) { // 具体处理逻辑 } };
这样可以从外部传入智能指针,内部无需关心生命周期管理。
4. 注意事项与最佳实践
- 优先使用
std::make_unique
和
std::make_shared
创建智能指针,避免裸
new
。
- 模板中不要假设智能指针的具体实现,保持对
operator*
和
operator->
的通用访问。
- 若模板需支持多种智能指针类型,可将指针类型也作为模板参数:
template <typename T, typename Ptr = std::unique_ptr<T>> class FlexibleContainer { Ptr data_; public: FlexibleContainer(Ptr p) : data_(std::move(p)) {} // ... };
这种设计允许用户自定义指针类型,比如替换为
std::shared_ptr<T>
。
基本上就这些。在模板类中使用智能指针不仅安全,还能提升代码复用性。关键是理解模板和RAII机制的协同工作方式。