0

0

C++ shared_ptr如何使用_C++智能指针原理与循环引用解决

尼克

尼克

发布时间:2025-12-02 00:33:13

|

725人浏览过

|

来源于php中文网

原创

shared_ptr通过引用计数管理对象生命周期,使用make_shared创建更高效,循环引用需用weak_ptr解决。

c++ shared_ptr如何使用_c++智能指针原理与循环引用解决

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多个指针可以共享同一个对象,当最后一个 shared_ptr 被销毁时,对象会自动被释放,避免内存泄漏。

shared_ptr 基本用法

要使用 shared_ptr,需包含头文件 。创建 shared_ptr 的推荐方式是使用 make_shared,它更高效且异常安全。

示例:

#include <memory>
#include <iostream>

struct MyClass {
    int value;
    MyClass(int v) : value(v) {
        std::cout << "构造: " << value << "\n";
    }
    ~MyClass() {
        std::cout << "析构: " << value << "\n";
    }
};

int main() {
    auto ptr1 = std::make_shared<MyClass>(42);
    {
        auto ptr2 = ptr1; // 引用计数 +1
        std::cout << "当前引用计数: " << ptr1.use_count() << "\n"; // 输出 2
    } // ptr2 离开作用域,引用计数 -1
    std::cout << "ptr2 销毁后引用计数: " << ptr1.use_count() << "\n"; // 输出 1
} // ptr1 销毁,对象自动释放

关键点:

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

  • 引用计数:每个 shared_ptr 实例增加引用计数,销毁时减一。
  • 自动释放:计数为0时,自动调用 delete。
  • 线程安全:多个线程可同时持有 shared_ptr,但指向同一对象的访问仍需同步。

智能指针原理简析

shared_ptr 内部包含两个关键部分:

  • 指向对象的指针
  • 控制块(control block):保存引用计数、弱引用计数和删除器等信息

每次拷贝 shared_ptr,引用计数加1;析构时减1。控制块通常在第一次创建 shared_ptr 时分配(如 make_shared 或 shared_ptr 构造函数)。

make_shared 的优势在于将对象和控制块一起分配,减少内存碎片并提升性能。

md2card
md2card

Markdown转知识卡片

下载

循环引用问题与 weak_ptr 解决方案

当两个对象互相持有对方的 shared_ptr 时,引用计数无法降为0,导致内存泄漏。这就是循环引用

示例:

struct Node;
using NodePtr = std::shared_ptr<Node>;

struct Node {
    int data;
    NodePtr parent;
    NodePtr child;

    Node(int d) : data(d) {
        std::cout << "Node " << data << " 构造\n";
    }
    ~Node() {
        std::cout << "Node " << data << " 析构\n";
    }
};

void test_cycle() {
    auto n1 = std::make_shared<Node>(1);
    auto n2 = std::make_shared<Node>(2);
    n1->child = n2;
    n2->parent = n1; // 循环引用!
} // 函数结束,n1 和 n2 的引用计数仍为1,不会析构

解决方法:使用 weak_ptr 打破循环。weak_ptr 不增加引用计数,只“观察”对象是否存在。

修改后的代码:

struct Node {
    int data;
    std::weak_ptr<Node> parent; // 使用 weak_ptr
    NodePtr child;

    Node(int d) : data(d) { }
    ~Node() {
        std::cout << "Node " << data << " 析构\n";
    }
};

访问 weak_ptr 时需先 lock() 获取临时 shared_ptr:

auto p = n2->parent.lock();
if (p) {
    std::cout << "Parent data: " << p->data << "\n";
}

这样,当 n1 和 n2 离开作用域,引用计数正确归零,对象被释放。

基本上就这些。shared_ptr 简化了内存管理,但要注意避免循环引用。合理使用 weak_ptr 可有效打破循环,确保资源及时释放。

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

通义千问
通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

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
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。

723

2023.08.10

数据库Delete用法
数据库Delete用法

数据库Delete用法:1、删除单条记录;2、删除多条记录;3、删除所有记录;4、删除特定条件的记录。更多关于数据库Delete的内容,大家可以访问下面的文章。

287

2023.11.13

drop和delete的区别
drop和delete的区别

drop和delete的区别:1、功能与用途;2、操作对象;3、可逆性;4、空间释放;5、执行速度与效率;6、与其他命令的交互;7、影响的持久性;8、语法和执行;9、触发器与约束;10、事务处理。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。

221

2023.12.29

Golang 测试体系与代码质量保障:工程级可靠性建设
Golang 测试体系与代码质量保障:工程级可靠性建设

Go语言测试体系与代码质量保障聚焦于构建工程级可靠性系统。本专题深入解析Go的测试工具链(如go test)、单元测试、集成测试及端到端测试实践,结合代码覆盖率分析、静态代码扫描(如go vet)和动态分析工具,建立全链路质量监控机制。通过自动化测试框架、持续集成(CI)流水线配置及代码审查规范,实现测试用例管理、缺陷追踪与质量门禁控制,确保代码健壮性与可维护性,为高可靠性工程系统提供质量保障。

48

2026.02.28

Golang 工程化架构设计:可维护与可演进系统构建
Golang 工程化架构设计:可维护与可演进系统构建

Go语言工程化架构设计专注于构建高可维护性、可演进的企业级系统。本专题深入探讨Go项目的目录结构设计、模块划分、依赖管理等核心架构原则,涵盖微服务架构、领域驱动设计(DDD)在Go中的实践应用。通过实战案例解析接口抽象、错误处理、配置管理、日志监控等关键工程化技术,帮助开发者掌握构建稳定、可扩展Go应用的最佳实践方法。

43

2026.02.28

Golang 性能分析与运行时机制:构建高性能程序
Golang 性能分析与运行时机制:构建高性能程序

Go语言以其高效的并发模型和优异的性能表现广泛应用于高并发、高性能场景。其运行时机制包括 Goroutine 调度、内存管理、垃圾回收等方面,深入理解这些机制有助于编写更高效稳定的程序。本专题将系统讲解 Golang 的性能分析工具使用、常见性能瓶颈定位及优化策略,并结合实际案例剖析 Go 程序的运行时行为,帮助开发者掌握构建高性能应用的关键技能。

37

2026.02.28

Golang 并发编程模型与工程实践:从语言特性到系统性能
Golang 并发编程模型与工程实践:从语言特性到系统性能

本专题系统讲解 Golang 并发编程模型,从语言级特性出发,深入理解 goroutine、channel 与调度机制。结合工程实践,分析并发设计模式、性能瓶颈与资源控制策略,帮助将并发能力有效转化为稳定、可扩展的系统性能优势。

22

2026.02.27

Golang 高级特性与最佳实践:提升代码艺术
Golang 高级特性与最佳实践:提升代码艺术

本专题深入剖析 Golang 的高级特性与工程级最佳实践,涵盖并发模型、内存管理、接口设计与错误处理策略。通过真实场景与代码对比,引导从“可运行”走向“高质量”,帮助构建高性能、可扩展、易维护的优雅 Go 代码体系。

19

2026.02.27

Golang 测试与调试专题:确保代码可靠性
Golang 测试与调试专题:确保代码可靠性

本专题聚焦 Golang 的测试与调试体系,系统讲解单元测试、表驱动测试、基准测试与覆盖率分析方法,并深入剖析调试工具与常见问题定位思路。通过实践示例,引导建立可验证、可回归的工程习惯,从而持续提升代码可靠性与可维护性。

3

2026.02.27

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
黑马云课堂mongodb实操视频教程
黑马云课堂mongodb实操视频教程

共11课时 | 3.2万人学习

DOM操作与实战案例
DOM操作与实战案例

共14课时 | 1.9万人学习

iOS应用UI控件开发基础视频
iOS应用UI控件开发基础视频

共148课时 | 33.2万人学习

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