一、基础概念与设计原理
在 C++ 开发中，std::unique_ptr与std::vector组合是动态内存管理的常用方案，既灵活又安全。unique_ptr独占所有权的特性，使其与容器存储场景天然适配，容器全权负责指针生命周期。
二、完整实现示例
1. 定义基础类
定义Point类，包含虚析构函数以支持多态：
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| #include <iostream>
#include <vector>
#include <memory>
class Point {
private:
int x_;
int y_;
public:
Point(int x = 0, int y = 0) : x_(x), y_(y) {
std::cout << "Point构造: (" << x_ << "," << y_ << ")" << std::endl;
}
virtual ~Point() {
std::cout << "Point析构: (" << x_ << "," << y_ << ")" << std::endl;
}
void setCoordinates(int x, int y) { x_ = x; y_ = y; }
void print() const { std::cout << "(" << x_ << "," << y_ << ")" << std::endl; }
};
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2. 创建智能指针容器
用std::vector<std::unique_ptr>声明容器，以std::make_unique初始化元素：
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| int main() {
std::vector<std::unique_ptr<Point>> points;
points.reserve(5);
points.push_back(std::make_unique<Point>(0, 0));
points.emplace_back(std::make_unique<Point>(1, 1));
auto newPoint = std::make_unique<Point>(2, 2);
points.push_back(std::move(newPoint));
return 0;
}
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3. 容器遍历与修改
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| // 迭代器遍历
for (const auto& ptr : points) ptr->print();
// 索引遍历
for (size_t i = 0; i < points.size(); ++i) points[i]->print();
// 修改元素
if (!points.empty()) points[0]->setCoordinates(10, 20);
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4. 元素操作
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| points.pop_back(); // 移除
points[0] = std::make_unique<Point>(100, 200); // 替换
points.clear(); // 清空
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三、关键技术解析
1. move 语义
unique_ptr依赖std::move转移所有权，容器操作触发移动构造，避免悬垂指针。
2. 异常安全
std::make_unique保证对象创建与智能指针构造原子性，规避new操作的内存泄漏风险。
3. 性能对比
| 特性 |
unique_ptr 容器 |
原始指针数组 |
| 内存安全 |
自动释放 |
需手动释放 |
| 性能开销 |
极低 |
略优但风险高 |
| 异常安全 |
有保障 |
易泄漏 |
| 代码维护 |
简洁 |
复杂 |
四、最佳实践与注意事项
