0

0

C++如何使用智能指针和引用计数优化性能

P粉602998670

P粉602998670

发布时间:2025-09-08 09:49:01

|

1027人浏览过

|

来源于php中文网

原创

智能指针通过RAII机制自动管理内存,减少泄漏;std::unique_ptr性能高,适用于独占场景;std::shared_ptr基于引用计数实现共享,但存在原子操作开销;频繁拷贝或销毁shared_ptr影响性能,应避免值传递,优先使用const引用或原始指针;std::make_shared提升分配效率;循环引用导致内存泄漏,需用std::weak_ptr打破;合理选择智能指针类型可兼顾安全与性能。

c++如何使用智能指针和引用计数优化性能

在C++中,智能指针通过自动管理动态内存,减少内存泄漏和资源浪费,从而提升程序的稳定性和性能。合理使用智能指针与引用计数机制,可以在保证安全的前提下优化资源开销,尤其在对象共享和生命周期管理方面效果显著。

理解智能指针与引用计数机制

智能指针是RAII(资源获取即初始化)思想的典型应用,将资源管理绑定到对象的生命周期上。std::shared_ptr 是基于引用计数的智能指针,多个 shared_ptr 可共享同一个对象,每增加一个引用,计数加一,销毁时减一,计数归零则自动释放资源。

引用计数虽然方便,但有开销:每次拷贝或销毁 shared_ptr 都需原子操作修改计数(多线程安全),可能影响性能。因此,应避免不必要的共享,优先考虑更轻量的选项。

选择合适的智能指针类型

根据使用场景选择最合适的智能指针,能显著降低开销:

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

  • std::unique_ptr:独占所有权,无引用计数,性能接近原生指针。适用于不需要共享的对象,如工厂函数返回值、类成员变量等。
  • std::shared_ptr:适用于需要共享所有权的场景,但注意避免循环引用。若必须共享,尽量减少拷贝次数。
  • std::weak_ptr:配合 shared_ptr 使用,打破循环引用,不增加引用计数,访问时需检查是否有效。

减少引用计数操作的开销

shared_ptr 的拷贝和销毁都会触发引用计数的原子增减,频繁操作可能成为性能瓶颈,特别是在高并发或高频调用场景中。

云网OA
云网OA

采用JSP开发的办公自动化产品、基于B/S结构,运行环境:JDK v1.5、Tomcat v5.5、MySQL v4.1,三者均为以上版本其他相关内容:可视化流程设计: 流程支持串签、会签和分支流程,可以设置流程节点的修改、删除权限,并可指定流程中各个用户在表单中可以填写的域。智能表单所见即所得设计: 智能设计,自动在数据库中生成表格,方便优化程序 公共交流: 集论坛、博客、聊天室于一体文件柜:C

下载

优化建议:

  • 传递 shared_ptr 时,尽量使用 const 引用(const std::shared_ptr&)而非值传递,避免不必要的计数操作。
  • 在函数内部不需要延长对象生命周期时,直接传递原始指针或引用(T* 或 T&),减少智能指针的滥用。
  • 使用 std::make_shared() 替代 new 配合 shared_ptr 构造,它能在一个内存块中同时分配控制块和对象,提升性能并减少内存碎片。

避免循环引用和内存泄漏

两个 shared_ptr 相互持有对方会导致引用计数无法归零,造成内存泄漏。例如父子节点互相引用的场景。

解决方法是将其中一方改为 std::weak_ptr,它不增加引用计数,只在需要时临时升级为 shared_ptr 进行访问。

weak_ptr 的使用不会影响性能,且能有效防止资源无法释放的问题。

基本上就这些。关键是根据所有权模型选择合适的智能指针,避免过度使用 shared_ptr,减少计数操作,用 make_shared 提升效率,用 weak_ptr 防止循环。这样既能保证安全,又能接近原生指针的性能。

相关专题

更多
c语言const用法
c语言const用法

const是关键字,可以用于声明常量、函数参数中的const修饰符、const修饰函数返回值、const修饰指针。详细介绍:1、声明常量,const关键字可用于声明常量,常量的值在程序运行期间不可修改,常量可以是基本数据类型,如整数、浮点数、字符等,也可是自定义的数据类型;2、函数参数中的const修饰符,const关键字可用于函数的参数中,表示该参数在函数内部不可修改等等。

523

2023.09.20

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。

480

2023.08.10

Python 多线程与异步编程实战
Python 多线程与异步编程实战

本专题系统讲解 Python 多线程与异步编程的核心概念与实战技巧,包括 threading 模块基础、线程同步机制、GIL 原理、asyncio 异步任务管理、协程与事件循环、任务调度与异常处理。通过实战示例,帮助学习者掌握 如何构建高性能、多任务并发的 Python 应用。

143

2025.12.24

java值传递和引用传递有什么区别
java值传递和引用传递有什么区别

java值传递和引用传递的区别:1、基本数据类型的传递;2、对象的传递;3、修改引用指向的情况。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。

106

2024.02.23

Golang gRPC 服务开发与Protobuf实战
Golang gRPC 服务开发与Protobuf实战

本专题系统讲解 Golang 在 gRPC 服务开发中的完整实践,涵盖 Protobuf 定义与代码生成、gRPC 服务端与客户端实现、流式 RPC(Unary/Server/Client/Bidirectional)、错误处理、拦截器、中间件以及与 HTTP/REST 的对接方案。通过实际案例,帮助学习者掌握 使用 Go 构建高性能、强类型、可扩展的 RPC 服务体系,适用于微服务与内部系统通信场景。

8

2026.01.15

公务员递补名单公布时间 公务员递补要求
公务员递补名单公布时间 公务员递补要求

公务员递补名单公布时间不固定,通常在面试前,由招录单位(如国家知识产权局、海关等)发布,依据是原入围考生放弃资格,会按笔试成绩从高到低递补,递补考生需按公告要求限时确认并提交材料,及时参加面试/体检等后续环节。要求核心是按招录单位公告及时响应、提交材料(确认书、资格复审材料)并准时参加面试。

40

2026.01.15

公务员调剂条件 2026调剂公告时间
公务员调剂条件 2026调剂公告时间

(一)符合拟调剂职位所要求的资格条件。 (二)公共科目笔试成绩同时达到拟调剂职位和原报考职位的合格分数线,且考试类别相同。 拟调剂职位设置了专业科目笔试条件的,专业科目笔试成绩还须同时达到合格分数线,且考试类别相同。 (三)未进入原报考职位面试人员名单。

54

2026.01.15

国考成绩查询入口 国考分数公布时间2026
国考成绩查询入口 国考分数公布时间2026

笔试成绩查询入口已开通,考生可登录国家公务员局中央机关及其直属机构2026年度考试录用公务员专题网站http://bm.scs.gov.cn/pp/gkweb/core/web/ui/business/examResult/written_result.html,查询笔试成绩和合格分数线,点击“笔试成绩查询”按钮,凭借身份证及准考证进行查询。

11

2026.01.15

Java 桌面应用开发(JavaFX 实战)
Java 桌面应用开发(JavaFX 实战)

本专题系统讲解 Java 在桌面应用开发领域的实战应用,重点围绕 JavaFX 框架,涵盖界面布局、控件使用、事件处理、FXML、样式美化(CSS)、多线程与UI响应优化,以及桌面应用的打包与发布。通过完整示例项目,帮助学习者掌握 使用 Java 构建现代化、跨平台桌面应用程序的核心能力。

65

2026.01.14

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