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= C++ auto_ptr（弃用） =

== 概述 ==
`auto_ptr`是C++98引入的一种智能指针，用于自动管理动态分配的内存。其核心设计目标是实现'''资源获取即初始化'''（RAII）原则，确保在指针离开作用域时自动释放内存。但由于其存在严重的设计缺陷，现已被`std::unique_ptr`取代。

== 核心特性 ==
* '''所有权转移语义'''：`auto_ptr`的拷贝构造函数和赋值运算符会转移所有权，导致原指针变为空。
* '''不可用于容器'''：因所有权转移特性，与STL容器不兼容。
* '''缺乏数组支持'''：无法正确处理动态分配的数组。

== 基本语法 ==
{{Code|lang=cpp|title=auto_ptr声明与使用|<syntaxhighlight lang="cpp">
#include <memory>
#include <iostream>

void basic_usage() {
    std::auto_ptr<int> p1(new int(42));  // 构造
    std::auto_ptr<int> p2 = p1;          // 所有权转移
    
    std::cout << *p2 << "\n";            // 输出: 42
    // std::cout << *p1;                 // 错误！p1已为空
}
</syntaxhighlight>}}

== 所有权转移机制 ==
<mermaid>
graph LR
    A[auto_ptr p1] -- 拷贝构造/赋值 --> B[auto_ptr p2]
    A --> C[变为nullptr]
</mermaid>

所有权转移会导致以下行为：
<syntaxhighlight lang="cpp">
std::auto_ptr<std::string> create_auto_ptr() {
    return std::auto_ptr<std::string>(new std::string("Hello"));
}

void ownership_example() {
    std::auto_ptr<std::string> ptr1 = create_auto_ptr();
    std::auto_ptr<std::string> ptr2 = ptr1;  // ptr1变为nullptr
    
    if (ptr1.get() == nullptr) {
        std::cout << "ptr1已失去所有权\n";
    }
}
</syntaxhighlight>

== 主要缺陷 ==
=== 1. 容器不兼容性 ===
尝试在STL容器中使用`auto_ptr`会导致未定义行为：
<syntaxhighlight lang="cpp">
std::vector<std::auto_ptr<int>> vec;  // 危险操作！
</syntaxhighlight>

=== 2. 数组管理缺陷 ===
`auto_ptr`使用`delete`而非`delete[]`释放内存：
<syntaxhighlight lang="cpp">
std::auto_ptr<int> arr(new int[10]);  // 错误！会导致内存泄漏
</syntaxhighlight>

=== 3. 所有权意外转移 ===
函数参数传递可能导致意外的所有权转移：
<syntaxhighlight lang="cpp">
void process(std::auto_ptr<int> param) {
    // 函数结束时param自动释放内存
}

void dangerous_call() {
    std::auto_ptr<int> p(new int(99));
    process(p);                      // p的所有权被转移
    // 此时p已为空
}
</syntaxhighlight>

== 实际应用案例 ==
虽然已被弃用，但理解`auto_ptr`有助于认识现代智能指针的设计演进。典型历史使用场景包括：

=== 工厂函数返回 ===
<syntaxhighlight lang="cpp">
std::auto_ptr<DatabaseConnection> create_connection() {
    return std::auto_ptr<DatabaseConnection>(new MySQLConnection());
}

void legacy_code_example() {
    std::auto_ptr<DatabaseConnection> conn = create_connection();
    conn->execute("SELECT 1");  // 自动管理连接生命周期
}
</syntaxhighlight>

== 数学表达 ==
`auto_ptr`的所有权转移可形式化表示为：
<math>
\text{transfer}(p_1, p_2) : 
\begin{cases} 
p_2 \leftarrow \text{owns}(p_1.\text{resource}) \\
p_1 \leftarrow \text{nullptr}
\end{cases}
</math>

== 迁移指南 ==
现代C++应使用`std::unique_ptr`替代方案：
{| class="wikitable"
|-
! auto_ptr操作 !! unique_ptr等效操作
|-
| <code>std::auto_ptr<T> p(new T)</code> || <code>std::unique_ptr<T> p(new T)</code>
|-
| <code>p.release()</code> || <code>p.release()</code>
|-
| <code>p.reset(q)</code> || <code>p.reset(q)</code>
|}

== 总结 ==
* `auto_ptr`因所有权转移语义存在根本性设计缺陷
* C++11起被标记为弃用(deprecated)，C++17中完全移除
* 所有使用场景都应迁移到`std::unique_ptr`
* 理解其缺陷有助于更好地使用现代智能指针

{{Warning|在生产代码中绝对不要使用`auto_ptr`，仅作为历史知识学习。}}

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[[Category:C++ 智能指针]]