0

0

c++如何实现一个简单的智能指针_C++手写shared_ptr原理与实现

穿越時空

穿越時空

发布时间:2025-11-20 08:19:09

|

517人浏览过

|

来源于php中文网

原创

答案:该shared_ptr通过引用计数管理对象生命周期,构造时初始化计数,拷贝时递增,析构或赋值时递减,计数为零则释放资源。

c++如何实现一个简单的智能指针_c++手写shared_ptr原理与实现

实现一个简单的 shared_ptr,核心是模拟引用计数机制,确保多个指针共享同一块内存时,只有当最后一个指针释放时才真正删除对象。下面是一个简化但可运行的 shared_ptr 实现,帮助理解其原理。

基本结构设计

我们需要一个控制块来保存:

  • 实际对象的指针
  • 引用计数(记录有多少 shared_ptr 指向该对象)

每个 shared_ptr 对象持有指向这个控制块的指针,而不是直接管理原始指针。

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

template<typename T>
class SharedPtr {
private:
    T* ptr_;                    // 指向实际对象
    int* ref_count_;            // 指向引用计数
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>void release() {
    if (ref_count_ && --(*ref_count_) == 0) {
        delete ptr_;
        delete ref_count_;
        ptr_ = nullptr;
        ref_count_ = nullptr;
    }
}

public: // 构造函数:接管原始指针 explicit SharedPtr(T* ptr = nullptr) : ptr_(ptr), refcount(ptr ? new int(1) : nullptr) {}

// 拷贝构造函数
SharedPtr(const SharedPtr& other)
    : ptr_(other.ptr_), ref_count_(other.ref_count_) {
    if (ref_count_) {
        ++(*ref_count_);
    }
}

// 赋值操作符
SharedPtr& operator=(const SharedPtr& other) {
    if (this != &other) {
        release();  // 释放当前资源
        ptr_ = other.ptr_;
        ref_count_ = other.ref_count_;
        if (ref_count_) {
            ++(*ref_count_);
        }
    }
    return *this;
}

// 析构函数
~SharedPtr() {
    release();
}

// 解引用
T& operator*() const { return *ptr_; }
T* operator->() const { return ptr_; }

// 获取原始指针
T* get() const { return ptr_; }

// 判断是否为空
bool is_null() const { return ptr_ == nullptr; }

// 获取引用计数(用于调试)
int use_count() const { return ref_count_ ? *ref_count_ : 0; }

};

关键点说明

引用计数共享:所有指向同一对象的 shared_ptr 实例共享同一个引用计数。拷贝时只增加计数,不复制对象。

release 函数:在析构或赋值前调用,减少计数并判断是否需要释放资源。

BiLin AI
BiLin AI

免费的多语言AI搜索引擎

下载

自赋值保护:赋值操作中检查 this != &other,防止自我赋值导致错误释放。

使用示例

#include <iostream>
<p>struct MyClass {
MyClass() { std::cout << "构造\n"; }
~MyClass() { std::cout << "析构\n"; }
};</p><p>int main() {
{
SharedPtr<MyClass> p1(new MyClass);
std::cout << "引用计数: " << p1.use_count() << "\n";</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>    {
        SharedPtr<MyClass> p2 = p1;
        std::cout << "引用计数: " << p1.use_count() << "\n";
    } // p2 析构,计数减1

    std::cout << "引用计数: " << p1.use_count() << "\n";
} // p1 析构,对象被删除
return 0;

}

输出:

构造
引用计数: 1
引用计数: 2
引用计数: 1
析构

改进空间

工业级 shared_ptr 还需考虑:

  • 线程安全:引用计数增减需原子操作
  • 支持自定义删除器(deleter)
  • weak_ptr 配合避免循环引用
  • 控制块与对象内存合并优化(如 enable_shared_from_this)

但上述实现已涵盖 shared_ptr 最核心的引用计数管理逻辑。

基本上就这些。理解了这个简单版本,再看标准库实现会更容易。

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

WorkBuddy
WorkBuddy

腾讯云推出的AI原生桌面智能体工作台

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
string转int
string转int

在编程中,我们经常会遇到需要将字符串(str)转换为整数(int)的情况。这可能是因为我们需要对字符串进行数值计算,或者需要将用户输入的字符串转换为整数进行处理。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

1051

2023.08.02

int占多少字节
int占多少字节

int占4个字节,意味着一个int变量可以存储范围在-2,147,483,648到2,147,483,647之间的整数值,在某些情况下也可能是2个字节或8个字节,int是一种常用的数据类型,用于表示整数,需要根据具体情况选择合适的数据类型,以确保程序的正确性和性能。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

615

2024.08.29

c++怎么把double转成int
c++怎么把double转成int

本专题整合了 c++ double相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

335

2025.08.29

C++中int的含义
C++中int的含义

本专题整合了C++中int相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

235

2025.08.29

线程和进程的区别
线程和进程的区别

线程和进程的区别:线程是进程的一部分,用于实现并发和并行操作,而线程共享进程的资源,通信更方便快捷,切换开销较小。本专题为大家提供线程和进程区别相关的各种文章、以及下载和课程。

766

2023.08.10

TypeScript类型系统进阶与大型前端项目实践
TypeScript类型系统进阶与大型前端项目实践

本专题围绕 TypeScript 在大型前端项目中的应用展开,深入讲解类型系统设计与工程化开发方法。内容包括泛型与高级类型、类型推断机制、声明文件编写、模块化结构设计以及代码规范管理。通过真实项目案例分析,帮助开发者构建类型安全、结构清晰、易维护的前端工程体系,提高团队协作效率与代码质量。

49

2026.03.13

Python异步编程与Asyncio高并发应用实践
Python异步编程与Asyncio高并发应用实践

本专题围绕 Python 异步编程模型展开,深入讲解 Asyncio 框架的核心原理与应用实践。内容包括事件循环机制、协程任务调度、异步 IO 处理以及并发任务管理策略。通过构建高并发网络请求与异步数据处理案例,帮助开发者掌握 Python 在高并发场景中的高效开发方法,并提升系统资源利用率与整体运行性能。

88

2026.03.12

C# ASP.NET Core微服务架构与API网关实践
C# ASP.NET Core微服务架构与API网关实践

本专题围绕 C# 在现代后端架构中的微服务实践展开,系统讲解基于 ASP.NET Core 构建可扩展服务体系的核心方法。内容涵盖服务拆分策略、RESTful API 设计、服务间通信、API 网关统一入口管理以及服务治理机制。通过真实项目案例,帮助开发者掌握构建高可用微服务系统的关键技术,提高系统的可扩展性与维护效率。

272

2026.03.11

Go高并发任务调度与Goroutine池化实践
Go高并发任务调度与Goroutine池化实践

本专题围绕 Go 语言在高并发任务处理场景中的实践展开,系统讲解 Goroutine 调度模型、Channel 通信机制以及并发控制策略。内容包括任务队列设计、Goroutine 池化管理、资源限制控制以及并发任务的性能优化方法。通过实际案例演示,帮助开发者构建稳定高效的 Go 并发任务处理系统,提高系统在高负载环境下的处理能力与稳定性。

59

2026.03.10

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
10分钟--Midjourney创作自己的漫画
10分钟--Midjourney创作自己的漫画

共1课时 | 0.1万人学习

Midjourney 关键词系列整合
Midjourney 关键词系列整合

共13课时 | 0.9万人学习

AI绘画教程
AI绘画教程

共2课时 | 0.2万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号