c++中如何正确使用智能指针shared_ptr_c++ shared_ptr智能指针使用详解

std::shared_ptr通过引用计数管理动态对象，使用make_shared创建更安全高效，避免循环引用和裸指针滥用可防止内存泄漏。

在C++中，std::shared_ptr 是一种智能指针，用于管理动态分配的对象，确保资源在不再需要时自动释放。它通过引用计数机制实现多个 shared_ptr 共享同一个对象，当最后一个指向对象的 shared_ptr 被销毁或重置时，对象会自动被删除，避免内存泄漏。

创建 shared_ptr 的方式

使用 std::shared_ptr 前需包含头文件：#include <memory>

推荐使用 std::make_shared 创建 shared_ptr，这是最安全且高效的方法：

• auto ptr = std::make_shared<int>(42);
• auto obj = std::make_shared<MyClass>("hello", 100);

也可以从原始指针构造（不推荐直接使用裸指针）：

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• std::shared_ptr<int> p(new int(10)); —— 可能导致异常安全问题

建议始终使用 make_shared，因为它更高效（一次内存分配），并避免因表达式顺序引发的异常风险。

引用计数与共享机制

shared_ptr 内部维护一个引用计数，每当发生以下操作时，计数增加：

• 拷贝构造：auto p2 = p1;
• 赋值操作：p2 = p1;

当 shared_ptr 生命周期结束，引用计数减一。归零时，自动调用 delete 释放对象。

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查看详情

查看当前引用计数：

• ptr.use_count() —— 返回当前共享该对象的指针数量
• ptr.unique() —— 判断是否唯一拥有（use_count() == 1）

注意事项与常见陷阱

使用 shared_ptr 需注意以下几个关键点：

• 避免循环引用：两个对象互相持有对方的 shared_ptr 会导致引用计数永不归零。应使用 std::weak_ptr 打破循环。
• 不要用同一个裸指针初始化多个 shared_ptr：这会导致重复释放，程序崩溃。
• 避免长时间保存 shared_ptr 的裸指针副本：裸指针无法感知对象何时被释放，容易造成悬空指针。
• 自定义删除器：适用于特殊资源管理，如文件句柄、C API 对象等。

示例：带删除器的 shared_ptr

void close_file(FILE* f) {
    if (f) fclose(f);
}
auto file = std::shared_ptr<FILE>(fopen("test.txt", "r"), close_file);

线程安全性说明

shared_ptr 的引用计数是线程安全的：多个线程可同时访问不同 shared_ptr 实例（指向同一对象）的拷贝或赋值。

但对所指向对象的读写仍需额外同步机制保护。

例如：两个线程同时修改 shared_ptr 指向的对象内容，必须加锁；而各自持有一个 shared_ptr 拷贝则不会破坏引用计数。

基本上就这些。合理使用 shared_ptr 能显著提升代码安全性和可维护性，关键是避免循环引用和裸指针滥用。配合 make_shared 和 weak_ptr，可以写出既高效又安全的资源管理逻辑。

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