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C++智能指针引用计数变化观察方法

P粉602998670

发布： 2025-09-16 15:29:01

原创

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使用use_count()可直接观察shared_ptr引用计数变化：构造时为1，拷贝时递增，析构时递减，结合自定义类析构日志与weak_ptr的use_count()能清晰跟踪引用关系，适用于调试与学习。

c++智能指针引用计数变化观察方法

要观察C++智能指针引用计数的变化，最直接有效的方法是使用 std::shared_ptr 提供的 use_count() 接口。该函数返回当前管理同一对象的共享指针数量，便于在调试或学习时跟踪引用关系。

1. 使用 use_count() 查看引用计数

在关键代码位置调用 use_count() 可以实时查看引用计数变化：

构造一个 shared_ptr 时，use_count() 返回 1
每增加一个 shared_ptr 指向同一对象，计数加 1
当 shared_ptr 超出作用域或被重置，计数减 1
计数为 0 时，自动释放所管理的对象

示例代码：

#include <iostream>
#include <memory>

int main() {
    auto ptr1 = std::make_shared<int>(42);
    std::cout << "ptr1 use count: " << ptr1.use_count() << "\n"; // 输出 1

    {
        auto ptr2 = ptr1;
        std::cout << "ptr1 and ptr2 use count: " << ptr1.use_count() << "\n"; // 输出 2
    } // ptr2 离开作用域，计数减 1

    std::cout << "ptr1 use count after ptr2 destroyed: " << ptr1.use_count() << "\n"; // 输出 1
    return 0;
}

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2. 在自定义类中打印构造与析构信息

通过在被 shared_ptr 管理的类中添加日志，可以间接观察引用行为：

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在构造函数输出创建信息
在析构函数输出销毁信息
结合 use_count() 可确认对象何时被真正释放

示例：

struct Test {
    Test(int id) : id(id) { std::cout << "Test " << id << " created\n"; }
    ~Test() { std::cout << "Test " << id << " destroyed\n"; }
    int id;
};

void func() {
    auto p1 = std::make_shared<Test>(1);
    std::cout << "p1 count: " << p1.use_count() << "\n";

    auto p2 = p1;
    std::cout << "p1/p2 count: " << p1.use_count() << "\n";
} // p1 和 p2 析构，引用计数归零，对象销毁

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3. 注意 weak_ptr 对引用计数的影响

std::weak_ptr 不增加强引用计数，但可通过 lock() 获取 shared_ptr：

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weak_ptr 不影响 use_count() 的值
调用 lock() 成功时，返回的 shared_ptr 会使计数加 1
可使用 weak_ptr 的 use_count() 方法观察其所关联的 shared_ptr 计数

示例：

auto sp = std::make_shared<int>(10);
std::weak_ptr<int> wp = sp;
std::cout << "shared count: " << sp.use_count() << "\n";     // 1
std::cout << "weak tracking count: " << wp.use_count() << "\n"; // 1（指向对象仍存在）

sp.reset(); // 原对象释放
std::cout << "after reset, weak expired: " << wp.expired() << "\n"; // true

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基本上就这些。通过 use_count() 配合日志输出，能清晰看到智能指针的引用变化过程，适合调试和教学场景。注意 release 模式下 use_count() 可能受优化影响，应主要用于开发阶段观察行为。

以上就是C++智能指针引用计数变化观察方法的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！