C++ 基础面试题, 介绍 C++ 中三种智能指针的使用场景?

Step 1

Q:: 介绍 C++ 中三种智能指针的使用场景？

A:: C++中常用的三种智能指针分别是 std::unique_ptr、std::shared_ptr 和 std::weak_ptr。1. std::unique_ptr：用于独占所有权的场景，一个对象只能被一个指针拥有，适合用在对象的生命周期由单一指针控制的情况。2. std::shared_ptr：用于共享所有权的场景，可以有多个指针共享一个对象，适合用于对象的生命周期需要被多个地方控制的情况。3. std::weak_ptr：用于解决std::shared_ptr的循环引用问题，它是一种弱引用，不会影响对象的生命周期。适合用于需要观察对象但不干涉对象生命周期的场景。

Step 2

Q:: 什么是智能指针，为什么要使用它？

A:: 智能指针是一种能够自动管理动态分配内存的指针对象，它能够在超出作用域时自动释放内存，避免内存泄漏和悬空指针问题。使用智能指针的主要原因是为了更好地管理内存，减少手动管理的复杂性，降低出错的风险。

Step 3

Q:: 什么情况下应该使用 std::unique_ptr 而不是 std::shared_ptr？

A:: 当一个对象只需要有一个所有者时，应该使用 std::unique_ptr，因为它提供了独占所有权，能够确保同一时间只有一个指针指向这个对象。如果对象的所有权需要被多个指针共享，则应使用 std::shared_ptr。

Step 4

Q:: 如何避免 std::shared_ptr 的循环引用问题？

A:: 可以通过使用 std::weak_ptr 来避免循环引用问题。std::weak_ptr 是一种不拥有对象的指针，它可以安全地观察由 std::shared_ptr 管理的对象，但不会影响对象的生命周期，从而打破循环引用。

Step 5

Q:: 什么是悬空指针？如何通过智能指针避免？

A:: 悬空指针是指指针指向的内存已经被释放，但指针仍然指向那块地址，这会导致未定义行为。通过使用智能指针，如 std::unique_ptr 或 std::shared_ptr，可以在指针超出作用域时自动释放内存，避免悬空指针问题。