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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

穿越時空

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发布时间:2025-10-18 11:55:01

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来源于php中文网

原创

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。

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

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

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(42);
  • auto obj = std::make_shared("hello", 100);

也可以从原始指针构造(不推荐直接使用裸指针):

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

  • std::shared_ptr 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;

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(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_sharedweak_ptr,可以写出既高效又安全的资源管理逻辑。

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