智能指针通过RAII和引用计数自动管理内存，防止泄漏；SimpleSharedPtr模板类封装指针，构造时初始化引用计数，拷贝时增加计数，析构时减少计数并适时释放资源，确保同一对象被多个共享指针安全持有，最后一个指针销毁时才回收内存。
智能指针的核心目标是自动管理动态分配的内存，避免手动调用 delete 导致的内存泄漏。C++ 中常见的智能指针如 unique_ptr、shared_ptr 都基于 RAII（资源获取即初始化）原则。我们可以从最简单的引用计数型智能指针入手，模拟 shared_ptr 的基本行为。
智能指针的基本原理
智能指针本质是一个类模板，封装了原始指针，并在析构函数中自动释放所指向的资源。关键点包括：
- 构造时接管原始指针的所有权
- 析构时自动 delete 指针（如果仍持有所有权）
- 拷贝或赋值时共享所有权，并通过引用计数追踪有多少个智能指针指向同一对象
- 当最后一个智能指针被销毁时，才真正释放内存
自定义 shared_ptr 简化实现
templateclass SimpleSharedPtr {
private:
T* ptr_; // 实际指向的对象
int* ref_count_; // 引用计数指针，多个实例共享同一个计数器
// 增加引用计数
void add_ref() {
if (ref_count_) {
++(*ref_count_);
}
}
// 减少引用计数，为0时释放资源
void release() {
if (ref_count_ && --(*ref_count_) == 0) {
delete ptr_;
delete ref_count_;
}
ptr_ = nullptr;
ref_count_ = nullptr;
}
public:
// 构造函数
explicit SimpleSharedPtr(T* p = nullptr)
: ptr_(p), ref_count_(p ? new int(1) : nullptr) {}
// 拷贝构造函数
SimpleSharedPtr(const SimpleSharedPtr& other)
: ptr_(other.ptr_), ref_count_(other.ref_count_) {
add_ref();
}
// 赋值操作符
SimpleSharedPtr& operator=(const SimpleSharedPtr& other) {
if (this != &other) {
release(); // 释放当前资源
ptr_ = other.ptr_;
ref_count_ = other.ref_count_;
add_ref();
}
return *this;
}
// 析构函数
~SimpleSharedPtr() {
release();
}
// 解引用
T& operator*() const { return *ptr_; }
// 成员访问
T* operator->() const { return ptr_; }
// 获取原始指针
T* get() const { return ptr_; }
// 检查是否唯一持有
bool unique() const { return ref_count_ ? *ref_count_ == 1 : false; }
// 当前引用数量
int use_count() const { return ref_count_ ? *ref_count_ : 0; }
};
使用示例
下面是一个简单的测试代码，验证我们的智能指针是否正常工作：
#include iostream>using namespace std;
struct MyClass {
MyClass(int val) : value(val) { cout ~MyClass() { cout int value;
};
int main() {
{
SimpleSharedPtr
cout
{
SimpleSharedPtr
cout cout value } // p2 析构，引用数减1
cout } // p1 析构，对象被删除
return 0;
}
输出结果会显示构造一次，析构一次，中间引用计数正确变化，说明资源管理有效。
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注意事项与改进方向
这个简化版本仅支持单对象和默认 delete，实际 shared_ptr 还支持：
- 自定义删除器（deleter）
- 数组支持（如 shared_ptr
） - 线程安全的引用计数（原子操作）
- weak_ptr 配合防止循环引用
但在学习阶段，上述实现已足够理解智能指针的核心机制：RAII + 引用计数 + 拷贝控制。
基本上就这些，不复杂但容易忽略细节。写的时候注意拷贝构造和赋值的一致性，析构时别重复释放，引用计数要同步更新。掌握这个模型后，再看标准库的实现会更清晰。
