0

0

C++ shared_ptr循环引用问题_C++ weak_ptr用法与解决方案

下次还敢

下次还敢

发布时间:2025-11-26 14:41:19

|

279人浏览过

|

来源于php中文网

原创

shared_ptr循环引用指两个对象互相持有对方的shared_ptr,导致引用计数无法归零而内存泄漏;解决方法是将一方改为weak_ptr,打破循环,如父-子结构中子节点用weak_ptr回指,确保非拥有关系不延长生命周期。

c++ shared_ptr循环引用问题_c++ weak_ptr用法与解决方案

在C++中,shared_ptr 是一种智能指针,用于自动管理动态分配对象的生命周期。它通过引用计数机制确保当最后一个 shared_ptr 被销毁时,其所指向的对象也会被自动释放。然而,在使用 shared_ptr 时,一个常见且容易忽视的问题是循环引用,这会导致内存泄漏。

什么是 shared_ptr 循环引用?

当两个或多个对象通过 shared_ptr 相互持有对方时,引用计数永远不会降为0,即使这些对象已经不再被外部使用。结果是它们所占用的内存无法被释放。

例如:两个类 A 和 B,A 中有一个 shared_ptr 指向 B,B 中也有一个 shared_ptr 指向 A:

struct B; // 前向声明

struct A {
    std::shared_ptr ptr;
    ~A() { std::cout << "A destroyed\n"; }
};

struct B {
    std::shared_ptr ptr;
    ~B() { std::cout << "B destroyed\n"; }
};

如果创建如下对象:

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

auto a = std::make_shared();
auto b = std::make_shared();
a->ptr = b;
b->ptr = a;

此时,a 和 b 的引用计数都为2。即使 a 和 b 离开作用域,它们各自的析构函数也不会被调用——因为彼此还持有着 shared_ptr 引用,导致内存泄漏。

如何解决?使用 weak_ptr 打破循环

weak_ptr 是一种不增加引用计数的智能指针,它“弱”引用一个由 shared_ptr 管理的对象。它用于观察对象是否还存在,而不参与生命周期管理。

Kuwebs企业网站管理系统3.1.5 UTF8
Kuwebs企业网站管理系统3.1.5 UTF8

酷纬企业网站管理系统Kuwebs是酷纬信息开发的为企业网站提供解决方案而开发的营销型网站系统。在线留言模块、常见问题模块、友情链接模块。前台采用DIV+CSS,遵循SEO标准。 1.支持中文、英文两种版本,后台可以在不同的环境下编辑中英文。 3.程序和界面分离,提供通用的PHP标准语法字段供前台调用,可以为不同的页面设置不同的风格。 5.支持google地图生成、自定义标题、自定义关键词、自定义描

下载

修改上面的例子:将其中一个方向的 shared_ptr 改为 weak_ptr,即可打破循环。

struct B;

struct A {
    std::shared_ptr ptr;
    ~A() { std::cout << "A destroyed\n"; }
};

struct B {
    std::weak_ptr ptr;  // 使用 weak_ptr
    ~B() { std::cout << "B destroyed\n"; }
};

现在,B 不再持有 A 的强引用,因此不会阻止 A 被销毁。当 a 离开作用域后,A 的引用计数变为1(来自 b->ptr),但由于 weak_ptr 不影响计数,A 实际上可以被释放。一旦 A 被释放,a 对 B 的引用消失,B 的引用计数也归零,B 随即被销毁。

访问 weak_ptr 所指向的对象时,需要先检查对象是否仍然存在:

if (auto locked = b.ptr.lock()) {
    // 使用 locked 访问 A 对象
    std::cout << "A is still alive\n";
} else {
    std::cout << "A has been destroyed\n";
}

lock() 方法返回一个 shared_ptr,如果原对象还活着;否则返回空 shared_ptr。也可以用 expired() 判断是否已过期,但推荐使用 lock(),因为它线程安全。

典型应用场景

weak_ptr 常用于以下场景:

  • 父-子结构:父节点用 shared_ptr 管理子节点,子节点用 weak_ptr 回指父节点。
  • 缓存系统:缓存表保存 weak_ptr,避免因缓存引用导致对象无法释放。
  • 观察者模式:观察者列表使用 weak_ptr,防止目标对象因观察者持有强引用而无法销毁。
  • 事件回调:回调中引用对象时,使用 weak_ptr 避免循环依赖。

基本上就这些。只要在可能形成闭环的地方,把非拥有关系的一方换成 weak_ptr,就能有效避免 shared_ptr 的循环引用问题。关键是理解:谁真正“拥有”对象,谁就用 shared_ptr;只是“观察”或“引用”的,就该用 weak_ptr。

相关专题

更多
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。

482

2023.08.10

c++ 根号
c++ 根号

本专题整合了c++根号相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

25

2026.01.23

c++空格相关教程合集
c++空格相关教程合集

本专题整合了c++空格相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

31

2026.01.23

yy漫画官方登录入口地址合集
yy漫画官方登录入口地址合集

本专题整合了yy漫画入口相关合集,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

119

2026.01.23

漫蛙最新入口地址汇总2026
漫蛙最新入口地址汇总2026

本专题整合了漫蛙最新入口地址大全,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

180

2026.01.23

C++ 高级模板编程与元编程
C++ 高级模板编程与元编程

本专题深入讲解 C++ 中的高级模板编程与元编程技术,涵盖模板特化、SFINAE、模板递归、类型萃取、编译时常量与计算、C++17 的折叠表达式与变长模板参数等。通过多个实际示例,帮助开发者掌握 如何利用 C++ 模板机制编写高效、可扩展的通用代码,并提升代码的灵活性与性能。

16

2026.01.23

php远程文件教程合集
php远程文件教程合集

本专题整合了php远程文件相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

70

2026.01.22

PHP后端开发相关内容汇总
PHP后端开发相关内容汇总

本专题整合了PHP后端开发相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

63

2026.01.22

php会话教程合集
php会话教程合集

本专题整合了php会话教程相关合集,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

64

2026.01.22

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
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