面试题：C++中std::unique_ptr的内存管理机制

所有权唯一：std::unique_ptr 拥有对动态分配对象的唯一所有权。一旦 std::unique_ptr 被销毁，它所管理的对象也会被自动销毁。
实现机制：std::unique_ptr 通常以一个裸指针作为其内部成员变量来指向动态分配的对象。例如，std::unique_ptr<int> ptr(new int(5));，这里 ptr 内部持有一个指向 new int(5) 所分配内存的指针。
移动语义：std::unique_ptr 支持移动语义，不支持拷贝语义。这意味着可以通过 std::move 将 std::unique_ptr 的所有权转移给另一个 std::unique_ptr。例如：

std::unique_ptr<int> ptr1(new int(5));
std::unique_ptr<int> ptr2 = std::move(ptr1);
// 此时ptr1不再拥有对象，ptr2拥有

void func() {
    std::unique_ptr<int> ptr(new int(10));
    // 函数结束，ptr析构，释放内存
}

所有权模型：
- std::unique_ptr 是独占所有权，同一时间只有一个 std::unique_ptr 可以指向一个对象。
- std::shared_ptr 是共享所有权，多个 std::shared_ptr 可以指向同一个对象，通过引用计数来管理对象的生命周期。当引用计数为0时，对象被销毁。
内存开销：
- std::unique_ptr 通常只需要一个指针的大小，因为它只需要存储指向对象的指针。
- std::shared_ptr 除了存储指向对象的指针外，还需要额外的空间来存储引用计数等控制块信息，因此内存开销相对较大。
性能：
- std::unique_ptr 由于所有权唯一，操作简单，性能开销小，特别是在转移所有权时（移动语义），只需要简单地转移内部指针。
- std::shared_ptr 在引用计数的增加、减少操作上有一定的性能开销，尤其是在多线程环境下，需要使用原子操作来保证引用计数的线程安全，进一步增加了开销。
应用场景：
- std::unique_ptr 适用于一个对象只应由一个所有者管理的场景，如函数内部局部对象管理，避免对象被意外拷贝。
- std::shared_ptr 适用于需要多个对象共享同一资源的场景，如多个模块需要访问同一个数据结构，并且该数据结构的生命周期由最后一个使用者决定。

星途面试题库