C++ 实现 unique_ptr

现代 C++的说和重要基本思想是 RAII（Resource Acquisition Is Initialization）. 把资源的生存期交给一个对象管理，在对象析构的时候把负责管理的资源给释放。 C 和 C++ 比较特殊的一点（但是这却是 C/C++之所以强大和高性能的原因之一）是没有 Python、Java 等的垃圾回收功能，使用 malloc 和 new 申请的内存需要调用对应的 free 和 delete 方法来释放内存，否则将会造成“内存泄露”。基于 RAII 的思想，C++11 推出了智能指针(unique_ptr、shared_ptr 和weak_ptr) , 申请的内存交给智能指针管理，当智能指针的生存期结束，会“智能”的释放掉内存，避免了程序员忘记 delete 造成 bug。

这篇不讲解智能指针的用法，而是应该去自己实现 unique_ptr。 注：在实际使用的时候使用标准库的智能指针，而不应该用自己造的，本 DIY 系列只是为了通过造一些玩具来达到练习的目的。

实现 unique_ptr

namespace diy {template <typename T>class unique_ptr { private:  T *ptr_;
 public:  explicit unique_ptr(T *ptr) : ptr_(ptr) {}  unique_ptr(unique_ptr &&other) noexcept : ptr_(nullptr) { this->swap(other); };  unique_ptr &operator=(unique_ptr &&other) noexcept {    this->swap(other);    return *this;  }  unique_ptr(const unique_ptr &) = delete;  unique_ptr &operator=(const unique_ptr &) = delete; 
  ~unique_ptr() {    delete ptr_;    ptr_ = nullptr;  }
  void swap(unique_ptr &other) noexcept {    using std::swap;    swap(ptr_, other.ptr_);  }
  T *get() const { return ptr_; }
  T &operator*() const { return *ptr_; }
  T *operator->() const { return ptr_; }
  // in conditional expression  explicit operator bool() { return ptr_; }};}  // namespace diy

源码和测试用例见我的github

要点

1. 在 unique_ptr 的生存期结束时,析构时释放内存

2. move 语义，实现 move-constructor 和 move-assignment-operator

3. 禁止拷贝对于 unique_ptr 只应该有 move 语义，而没有 copy 语义。 因为如果两个 unqiue_ptr 保存的是同一个原始指针，在析构的时候分别调用析构函数，将会出现 double delete 的问题；或者一个对象已经 delete 了而另外的还在使用，也会产生错误。

4. move 和 swap 都应该 noexcept 标识了 noexcept, 该函数是不抛异常的, 使用如 std::vector 这样的 stl 容器来存放 unique_ptr 时将会调用 move 构造函数，否则可能使用 copy （开销大）， 参考 《C++ Core Guideline 》C66
   

5. 对于 get(), operator->(), operator*() 需要必要的 const (Const Correctness)

Ref

1. https://en.cppreference.com/w/cpp/language/raii

2. https://lokiastari.com/blog/2014/12/30/c-plus-plus-by-example-smart-pointer/

3. https://codereview.stackexchange.com/questions/163854/my-implementation-for-stdunique-ptr/163857

4. 参考阅读llvm 的stl源码