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C++ make_shared优势 内存分配优化分析

P粉602998670

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发布时间:2025-08-21 08:50:01

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来源于php中文网

原创

std::make_shared通过一次内存分配同时创建对象和控制块,减少开销、提升缓存局部性;保证异常安全,避免参数求值顺序导致的内存泄漏;并支持类型推导,使代码更简洁安全,是创建shared_ptr的首选方法。

c++ make_shared优势 内存分配优化分析

使用 std::make_shared 相比于直接使用 new 配合 std::shared_ptr 构造,主要优势体现在内存分配效率和代码安全性上。核心在于:它将控制块(control block)与实际对象的内存分配合并为一次操作,减少了动态内存分配的开销。

内存分配次数优化

std::shared_ptr 内部需要两个部分:

  • 指向实际对象的指针
  • 控制块:包含引用计数、弱引用计数等管理信息

当这样写时:

std::shared_ptr ptr(new MyClass);

会发生两次独立的内存分配:

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  • new MyClass 分配对象内存
  • shared_ptr 构造时再分配控制块内存

而使用:

auto ptr = std::make_shared();

则只进行一次内存分配。这块内存同时包含:

  • MyClass 对象的存储空间
  • 内联的控制块

这种合并分配减少了 heap 分配调用次数,降低内存碎片,提升缓存局部性,尤其在高频创建场景下性能更优。

异常安全保证

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下载
foo(std::shared_ptr(new MyClass), bar());

虽然 new 和 shared_ptr 构造看似原子,但参数求值顺序未定义。可能执行顺序为:

  • 执行 new MyClass(内存已分配)
  • 调用 bar()(可能抛出异常)
  • shared_ptr 构造未执行,导致内存泄漏

使用 make_shared 可避免此问题:

foo(std::make_shared(), bar());

因为 make_shared 调用本身是单个表达式,要么成功返回 shared_ptr,要么抛出异常但不会造成资源泄漏。

类型推导与代码简洁性

make_shared 利用模板参数推导,避免重复书写类型名:

auto ptr = std::make_shared(arg1, arg2);

相比:

std::shared_ptr ptr = std::shared_ptr(new MyClass(arg1, arg2));

更简洁,减少出错可能,也便于重构。

基本上就这些。make_shared 在性能、安全、可读性上都优于手动 new 配合 shared_ptr,应作为首选方式,除非需要自定义删除器或无法满足继承场景的多态构造需求。

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