Какие существуют умные указатели в C++?

std::unique_ptr, std::shared_ptr, std::weak_ptr.

• std::unique_ptr:

  • Эксклюзивное владение объектом.
  • Не может быть скопирован, но может быть перемещен (std::move).
  • Автоматически удаляет объект при выходе из области видимости или уничтожении unique_ptr.
  • Легковесен, не имеет накладных расходов на счетчик ссылок.

  #include <memory>
  
  // Создание unique_ptr
  std::unique_ptr<int> up1(new int(10));
  
  // Перемещение владения
  std::unique_ptr<int> up2 = std::move(up1);
  
  // up1 теперь nullptr
  // up2 владеет объектом
  

• std::shared_ptr:

  • Совместное владение объектом.
  • Использует счетчик ссылок для отслеживания количества объектов shared_ptr, указывающих на ресурс.
  • Объект удаляется, когда последний shared_ptr на него уничтожается.
  • Возможно копирование и перемещение.
  • Имеет накладные расходы на счетчик ссылок (обычно аллоцируется отдельно).
  • Возможно образование циклических ссылок, что приводит к утечкам памяти.

  #include <memory>
  
  // Создание shared_ptr
  std::shared_ptr<int> sp1 = std::make_shared<int>(20);
  
  // Копирование владения
  std::shared_ptr<int> sp2 = sp1; // Счетчик ссылок увеличивается
  
  // sp1 и sp2 владеют объектом
  

• std::weak_ptr:

  • Не владеет объектом.
  • Представляет собой "слабую" ссылку на объект, управляемый одним или несколькими shared_ptr.
  • Используется для предотвращения циклических ссылок между shared_ptr.
  • Не увеличивает счетчик ссылок объекта.
  • Для безопасного доступа к объекту необходимо преобразовать в shared_ptr с помощью метода lock(). Если объект уже удален, lock() вернет пустой shared_ptr.

  #include <memory>
  
  // Создание shared_ptr
  std::shared_ptr<int> sp = std::make_shared<int>(30);
  
  // Создание weak_ptr из shared_ptr
  std::weak_ptr<int> wp = sp;
  
  // Проверка и использование объекта
  if (auto shared_from_weak = wp.lock()) {
      // Доступ к объекту через shared_from_weak
  } else {
      // Объект уже удален
  }