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更新时间： 2026-08-27

前面几篇里我一直强调"创建智能指针用 make_unique / make_shared，别用 new"。这篇就把这个建议讲透：工厂函数到底好在哪？"异常安全"是怎么被 new 破坏的？make_shared 和 make_unique 又有什么差别，什么时候必须放弃工厂函数？

本文要回答：为什么 unique_ptr<Widget>(new Widget()) 是"坏味道"？工厂函数的两大优势是什么？以及什么时候必须用 new？

一、先看两种写法 ​

cpp
#include <memory>

// 写法 A：new + 构造函数（能用，但有隐患）
std::unique_ptr<Widget> a(new Widget(1, 2));

// 写法 B：make_unique（推荐）
auto a = std::make_unique<Widget>(1, 2);

// shared_ptr 同理
auto b = std::make_shared<Widget>(1, 2);

工厂函数的参数直接转发给 Widget 的构造函数——make_unique<Widget>(1, 2) 里的 (1, 2) 就是 Widget 构造函数的参数。写法更简洁，auto 自动推导类型，少敲一遍 Widget。

二、异常安全的坑：new 的经典翻车现场 ​

写法 A 为什么危险？看这个函数：

cpp
void process(int x) {
    // 假设 f() 和 g() 都可能抛异常
    std::shared_ptr<Widget> sp(new Widget(f(), g()));
}

C++ 里"实参求值"的顺序：new Widget(f(), g()) 要先把 f()、g() 的结果算出来，再构造 Widget，再把裸指针交给 shared_ptr。如果求值顺序是：

  1. new 分配内存
  2. f() 抛出异常 → new 的结果还没交给 shared_ptr，裸指针泄漏！

在 C++17 之前，f() 和 g() 的求值顺序甚至没被标准规定（旧标准的未指定行为），有的编译器先算 g() 有的先算 f()，这个泄漏是"编译器相关"的——换个编译器行为就变。C++17 起求值顺序有了一些保证，但 new + 裸指针交接的窗口期问题依然存在。

make_shared 就完全没这个问题：

cpp
std::shared_ptr<Widget> sp = std::make_shared<Widget>(f(), g());
// f() 或 g() 抛异常 → 尚未创建任何对象，nothing to leak

工厂函数把"分配 + 构造 + 交给智能指针"合并成一个原子操作，中间没有裸指针暴露的窗口，异常安全从根上保证。

三、性能：make_shared 少一次内存分配 ​

shared_ptr 从 new 构造时，需要两次内存分配：一次给 Widget 对象，一次给引用计数控制块。

@startuml
left to right direction
skinparam nodeFontSize 13
skinparam backgroundColor #FFFFFF

rectangle "new 版本（两次分配）" as twice #FFD9D9 {
  node "分配 1：Widget 对象" as w1 #FFD9D9
  node "分配 2：控制块（计数）" as c1 #FFD9D9
}

rectangle "make_shared（一次分配）" as once #D9FFE2 {
  node "分配 1：Widget + 控制块（连续内存）" as w2 #D9FFE2
}
twice -[hidden]down- once
@enduml

make_shared 把对象和控制块放进同一次分配（连续内存），省一次 malloc，还顺便提高了缓存局部性——对象和控制块挨着，访问计数时大概率命中缓存。make_unique 没有控制块，所以没有"省分配"一说，它纯粹是异常安全和语法简化的价值。

再补一个 make_shared 的副作用：因为对象和控制块在一起，只有所有 weak_ptr 也都销毁后，这块内存才整体释放。也就是说，存在 weak_ptr 时，make_shared 的对象内存可能"晚释放"一点（控制块在，对象内存就在）。绝大多数场景无感知，但如果你有超长生命周期的 weak_ptr 挂着一个巨大的对象，可以改用 shared_ptr<T>(new T(...)) 分离生命周期——这是"用 new 的合理理由"之一。

四、对比表：工厂函数 vs new ​

维度make_unique / make_sharednew + 构造函数
异常安全原子，无泄漏窗口参数求值期可能泄漏
语法简洁，auto 推导类型写两遍
分配次数make_shared 一次shared_ptr 两次
控制块位置与对象连续独立
自定义删除器不支持支持
对象存活期独立make_shared 弱指针延迟释放可独立

五、什么时候必须用 new ​

工厂函数不是万能的，有几个场景绕不开 new：

1. 自定义删除器

cpp
// 自定义删除器只能配 new
std::shared_ptr<FILE> fp(fopen("a.txt", "r"), [](FILE* f){ fclose(f); });
// make_shared 没有自定义删除器的版本

2. 需要裸指针参与构造（比如已有的 Widget* 要转成 shared_ptr）

3. 需要分离对象与控制块的生命周期（上面说的内存大对象 + 长命 weak_ptr 场景）

4. C++11 之前的编译器（make_unique 是 C++14 加的，make_shared 是 C++11 就有）——本站统一 C++17，这条不用操心。

标准库在 C++14 才加 std::make_unique（C++11 只有 make_shared）。本站按 C++17 教学，两个都能用。

六、与本站主线衔接 ​

  • 43/44 篇：unique_ptr、shared_ptr 的正确创建姿势都在这篇收口
  • 42 篇（RAII）：工厂函数是"构造即获取"的最干净形态
  • 20 篇（拷贝与 Rule of Three）：make_* 与拷贝语义的配合
  • 46 篇之后，47 篇讲三者如何选型

七、一句话总结 ​

make_unique/make_shared 用"分配 + 构造 + 交给智能指针"的原子化消灭了 new 的异常安全窗口，make_shared 还少一次内存分配；默认一律用工厂函数，只有自定义删除器、裸指针转智能指针、分离生命周期这三种情况才回退到 new。

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