C++的make_shared和直接new有什么区别 分析性能优势和内存布局差异

make_shared和直接new的主要区别在于内存分配方式和异常安全性。1. make_shared一次性分配对象和控制块的内存，提高性能并减少内存碎片；而new需要两次分配，分别用于对象和控制块。2. make_shared在异常情况下更安全，避免因构造参数抛出异常导致内存泄漏；而new可能在shared_ptr构造前发生泄漏。3. make_shared不适合存在长期weak_ptr或需自定义内存管理的场景，此时应选择new。

make_shared和直接new的主要区别在于内存分配方式和异常安全性。make_shared一次性分配对象和控制块的内存，提高了效率并避免了某些异常安全问题。

性能和内存布局的差异分析：

使用make_shared可以提高性能，减少内存碎片，并提供更强的异常安全性。理解其内存布局有助于更好地优化C++代码。

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make_shared与new在内存分配上的差异

make_shared和new在内存分配上的最主要区别在于分配次数和内存布局。使用new创建shared_ptr需要两次内存分配：一次用于对象本身，另一次用于shared_ptr的控制块（引用计数等信息）。而make_shared则通过一次内存分配完成这两个任务，将对象和控制块放在一起。

这样做的好处是减少了内存分配和释放的开销，因为内存分配本身就是一个相对耗时的操作。此外，由于对象和控制块在同一块连续的内存中，可以减少内存碎片，提高缓存命中率。

异常安全性：make_shared为何更胜一筹

在异常安全性方面，make_shared能避免一种潜在的资源泄漏情况。考虑以下代码：

shared_ptr<MyClass> ptr(new MyClass(arg1, arg2));

如果arg1的计算成功，但在arg2的计算过程中抛出异常，并且这个异常发生在new MyClass(arg1, arg2)之后、shared_ptr构造之前，那么new分配的内存将会泄漏。因为此时还没有shared_ptr来管理这块内存。

而使用make_shared：

auto ptr = make_shared<MyClass>(arg1, arg2);

即使在构造MyClass时抛出异常，由于内存分配和对象构造是原子性的，内存泄漏的风险也会被避免。

make_shared的适用场景和局限性

尽管make_shared有很多优点，但它并非在所有情况下都是最佳选择。一个主要的限制是，当使用shared_ptr管理的对象被weak_ptr引用，且shared_ptr的引用计数降为0时，对象本身占用的内存会被释放，但控制块的内存仍然需要保留，直到所有weak_ptr失效。这意味着如果存在长期存活的weak_ptr，使用make_shared分配的内存可能无法及时释放。

此外，如果类重载了new和delete操作符，make_shared可能无法使用这些自定义的内存管理方式，因为它总是使用标准的内存分配器。

如何选择：make_shared还是new？

在选择make_shared还是new时，需要综合考虑性能、异常安全性和内存占用。通常情况下，如果不需要自定义内存管理，且没有长期存活的weak_ptr，make_shared是更好的选择。它可以提供更高的性能和更强的异常安全性。

然而，如果需要自定义内存管理，或者存在长期存活的weak_ptr，那么直接使用new可能更合适。在这种情况下，需要特别注意异常安全性，确保在任何情况下都能正确释放内存。

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