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c++中如何模拟智能指针_c++模拟智能指针实现方法

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发布： 2025-10-06 23:38:01

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答案：模拟实现的shared_ptr通过引用计数管理内存，拷贝时增加计数，析构时减少，归零则释放资源，避免内存泄漏。

c++中如何模拟智能指针_c++模拟智能指针实现方法

在C++中，智能指针通过自动管理动态分配的内存来避免内存泄漏。常见的智能指针如std::unique_ptr和std::shared_ptr依赖RAII（资源获取即初始化）和引用计数等机制。我们可以模拟实现一个简单的shared_ptr，理解其底层原理。

基本设计思路

要模拟shared_ptr，需要以下几个核心组件：

指向对象的指针：保存实际管理的对象地址。
引用计数器：记录有多少个智能指针共享该对象。
控制块（Control Block）：通常包含引用计数和可能的删除器，我们这里简化为堆上的引用计数。
拷贝构造与赋值操作：增加引用计数。
析构函数：减少引用计数，归零时释放资源。

简单 shared_ptr 模拟实现

// 简化的 shared_ptr 模拟 template class shared_ptr { private: T* ptr; // 指向管理的对象 int* ref_count; // 指向引用计数

void release() {
    if (--(*ref_count) == 0) {
        delete ptr;
        delete ref_count;
    }
    ptr = nullptr;
    ref_count = nullptr;
}

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public: // 构造函数 explicit shared_ptr(T* p = nullptr) : ptr(p) { ref_count = new int(1); }

// 拷贝构造函数
shared_ptr(const shared_ptr& other) : ptr(other.ptr), ref_count(other.ref_count) {
    ++(*ref_count);
}

// 赋值操作符
shared_ptr& operator=(const shared_ptr& other) {
    if (this != &other) {
        release();  // 释放当前资源
        ptr = other.ptr;
        ref_count = other.ref_count;
        ++(*ref_count);
    }
    return *this;
}

// 解引用
T& operator*() const { return *ptr; }
T* operator->() const { return ptr; }

// 获取原始指针
T* get() const { return ptr; }

// 引用计数
int use_count() const { return *ref_count; }

// 析构函数
~shared_ptr() {
    release();
}

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};