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C++ shared_ptr怎么解决循环引用_C++智能指针使用与循环引用解决方案

尼克

发布： 2025-11-16 17:20:02

原创

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循环引用指两个对象的shared_ptr相互持有，导致引用计数无法归零而内存泄漏；解决方法是用weak_ptr打破闭环，如父节点用shared_ptr，子节点用weak_ptr指向父节点，避免析构失败。

c++ shared_ptr怎么解决循环引用_c++智能指针使用与循环引用解决方案

使用 shared_ptr 时，循环引用是一个常见问题，尤其在涉及双向关系的场景中，比如父子节点、观察者模式等。当两个对象通过 shared_ptr 相互持有对方时，引用计数无法归零，导致内存泄漏。

什么是循环引用？

假设有两个类 A 和 B，A 中有一个 shared_ptr<B>，B 中也有一个 shared_ptr<A>。如果它们相互赋值并形成闭环：

struct A {
    std::shared_ptr<B> ptr;
    ~A() { std::cout << "A destroyed\n"; }
};

struct B {
    std::shared_ptr<A> ptr;
    ~B() { std::cout << "B destroyed\n"; }
};

auto a = std::make_shared<A>();
auto b = std::make_shared<B>();
a->ptr = b;
b->ptr = a;

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此时，a 和 b 的引用计数都为 2。离开作用域后，各自释放一次，引用计数变为 1，但不会调用析构函数，造成内存泄漏。

使用 weak_ptr 打破循环

weak_ptr 是专门设计用来解决这个问题的智能指针。它不增加引用计数，只是“观察” shared_ptr 管理的对象。

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修改上面的例子，把其中一个方向改为 weak_ptr：

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struct B {
    std::weak_ptr<A> ptr;  // 改为 weak_ptr
    ~B() { std::cout << "B destroyed\n"; }
};

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这样，B 持有的是 A 的弱引用，不会增加其引用计数。当 a 离开作用域，A 的引用计数减到 0，被正确销毁；随后 b 销毁，B 也被释放。

访问 weak_ptr 时需先检查对象是否还存在：

if (auto locked = b.ptr.lock()) {
    // 使用 locked（返回 shared_ptr）
} else {
    // 对象已被释放
}

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实际使用建议

在设计类关系时，明确“所有权”：

用 shared_ptr 表示共享所有权或强引用
用 weak_ptr 表示非拥有型引用，如父-子结构中的反向指针、缓存、观察者列表等
避免两个 shared_ptr 在没有外部干预的情况下互相持有

例如，在树结构中，父节点用 shared_ptr 指向子节点，子节点用 weak_ptr 指向父节点，这样能安全释放整棵树。

基本上就这些。只要在可能形成闭环的地方主动用 weak_ptr 断开一环，就能有效防止循环引用。不复杂但容易忽略。

以上就是C++ shared_ptr怎么解决循环引用_C++智能指针使用与循环引用解决方案的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！

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