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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

P粉602998670

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发布时间:2025-07-02 09:18:05

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来源于php中文网

原创

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。

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。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。

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

性能和内存布局的差异分析:

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

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。

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

make_sharednew在内存分配上的差异

make_sharednew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。

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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:

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shared_ptr 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(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newdelete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_ptrmake_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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