Кои умни указатели (smart pointers) знаете?

std::unique_ptr, std::shared_ptr, std::weak_ptr, std::auto_ptr (остарял в C++11 и премахнат в C++17).

• std::unique_ptr: Ексклузивно притежание на ресурса. Ресурсът се освобождава, когато указателят излезе извън обхвата или бъде нулиран. Не позволява копиране, само преместване.

  #include <memory>
  
  int main() {
      std::unique_ptr<int> ptr(new int(5));
      // std::unique_ptr<int> ptr2 = ptr; // Грешка: не може да се копира
      std::unique_ptr<int> ptr3 = std::move(ptr); // Преместване
      return 0;
  }
  

• std::shared_ptr: Общ собственик на ресурса. Използва брояч на препратки. Ресурсът се освобождава, когато последният shared_ptr, който сочи към него, излезе извън обхвата или бъде нулиран. Поддържа копиране.

  #include <memory>
  
  int main() {
      std::shared_ptr<int> ptr1(new int(10));
      std::shared_ptr<int> ptr2 = ptr1; // Копиране, броячът се увеличава
      return 0;
  }
  

• std::weak_ptr: Не притежава ресурса и не увеличава брояча на препратките на shared_ptr. Използва се за предотвратяване на циклични препратки между shared_ptr. За достъп до ресурса се получава shared_ptr чрез метода lock().

  #include <memory>
  
  int main() {
      std::shared_ptr<int> shared_ptr_inst(new int(20));
      std::weak_ptr<int> weak_ptr_inst = shared_ptr_inst; // Създаване на weak_ptr
  
      if (auto locked_ptr = weak_ptr_inst.lock()) {
          // Успешно получен `shared_ptr`, може да се използва ресурсът
      } else {
          // Ресурсът вече е освободен
      }
      return 0;
  }
  

• std::auto_ptr: Застарял интелигентен указател с семантика на собственост при копиране, което водеше до неочаквано поведение. Не трябва да се използва в новия код.

Разлики между shared_ptr и weak_ptr:

Характеристика	std::shared_ptr	std::weak_ptr
Собственост на ресурса	Да	Не
Брояч на препратки	Увеличава	Не увеличава
Освобождаване на ресурс	Да, когато броячът е 0	Не
Циклични препратки	Могат да причинят проблеми	Помага да се предотвратят
Достъп до ресурса	Пряко чрез operator*, operator->	Чрез метода lock()