C++のスマートポインタ（Smart Pointer）とは？自動で安全なメモリ管理を実現しよう！

C++では、new / delete を使って動的メモリを管理しますが、手動で管理するのはミスの元です。 そこで登場するのが「スマートポインタ（Smart Pointer）」です。 スマートポインタを使えば、メモリの確保と解放を自動化し、安全で効率的なプログラムが書けるようになります。

スマートポインタとは？

スマートポインタとは、自動でリソースを解放してくれる賢いポインタです。 C++11以降の標準ライブラリ（<memory>）で使用できます。

主なスマートポインタの種類

unique_ptrの基本的な使い方

#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;

int main() {
    unique_ptr<int> ptr = make_unique<int>(100);
    cout << *ptr << endl;  // → 100
    // delete は不要。スコープを抜けたら自動解放。
    return 0;
}

make_unique を使えば、より安全にメモリ確保ができます。

shared_ptrの基本的な使い方

#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;

int main() {
    shared_ptr<int> p1 = make_shared<int>(200);
    shared_ptr<int> p2 = p1;  // 所有権を共有

    cout << *p1 << ", " << *p2 << endl;
    cout << "参照カウント: " << p1.use_count() << endl;  // → 2
    return 0;
}

shared_ptr は複数の場所で同じリソースを共有するのに便利です。

weak_ptrで循環参照を防ぐ

shared_ptr 同士が互いに参照し合うと、メモリが解放されない「循環参照」が起きる可能性があります。 これを防ぐために weak_ptr を使います。

#include <memory>

struct Node {
    shared_ptr<Node> next;
    weak_ptr<Node> prev;
};

weak_ptr は所有権を持たないため、shared_ptr の参照カウントを増やしません。

スマートポインタのメリット

1. 自動でメモリを解放（delete不要）
2. 例外が発生してもリークしない（RAII）
3. 安全な所有権の管理ができる

スマートポインタの注意点

• unique_ptr はコピーできない（moveは可能）
• shared_ptr の使いすぎはパフォーマンスに影響
• 循環参照には weak_ptr を使う必要あり

まとめ

C++のスマートポインタは、安全なメモリ管理を自動で実現するモダンなツールです。 unique_ptr、shared_ptr、weak_ptr を使い分けることで、手動でのメモリ操作によるバグやリークを防ぐことができます。

まずは unique_ptr から始めて、make_unique / make_shared で安全な設計を心がけましょう！