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C++如何使用std::shared_ptr处理共享对象?(引用计数)

裘德小鎮的故事

裘德小鎮的故事

发布时间:2025-12-15 17:18:44

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来源于php中文网

原创

std::shared_ptr通过引用计数实现共享对象的自动内存管理,推荐用make_shared构造、weak_ptr打破循环引用、自定义删除器管理非默认资源。

c++如何使用std::shared_ptr处理共享对象?(引用计数)

std::shared_ptr 管理共享对象,核心是让多个指针安全地指向同一块堆内存,并在最后一个指针销毁时自动释放资源——靠的就是内部的引用计数。

创建 shared_ptr 并观察引用计数

不能直接用裸指针构造 shared_ptr(除非明确需要),推荐用 std::make_shared,它更高效且异常安全:

  • auto p1 = std::make_shared(42); —— 引用计数初始为 1
  • auto p2 = p1; —— 复制后,引用计数变为 2;p1p2 指向同一对象
  • std::cout 输出 2p2.use_count() 同样是 2

共享但不增加引用计数?用 weak_ptr 观察

如果只想“观察”共享对象,又不想影响生命周期,用 std::weak_ptr

  • std::weak_ptr wp = p1; —— wp.use_count() 仍是 2,wp.expired() 返回 false
  • p1.reset(); p2.reset(); 后,对象被释放,wp.expired() 变为 true
  • 要用时调用 wp.lock() 获取临时 shared_ptr,若已过期则返回空指针

小心循环引用:shared_ptr 之间互相持有

两个对象用 shared_ptr 互相保存对方,会导致引用计数永远 >0,内存泄漏:

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  • 例如 A 里有 std::shared_ptr b_ptr;,B 里有 std::shared_ptr a_ptr;
  • 解决方法:一方改用 std::weak_ptr(比如 B 中用 weak_ptr
  • 访问前检查:if (auto locked_a = a_ptr.lock()) { /* 安全使用 *locked_a */ }

自定义删除器与非默认资源管理

当管理的不是普通 new 出来的对象(比如 C 风格资源、数组、或需特殊清理逻辑),可以传入删除器:

  • auto ptr = std::shared_ptr(new int(10), [](int* p) { delete p; });
  • 管理数组:std::shared_ptr arr(new int[10], std::default_delete{});
  • 管理 FILE*:std::shared_ptr(fopen("a.txt", "r"), [](FILE* f) { if(f) fclose(f); });

基本上就这些。引用计数是透明的,你只需专注“谁在用”,shared_ptr 自己会算账。关键点就三个:用 make_shared 构造、用 weak_ptr 打破循环、按需定制删除器。

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