C++智能指针构造方式 make_shared和new选择

优先选择make_shared,因其通过单次内存分配提升性能并增强异常安全;当需自定义删除器、管理数组或构造函数非公有时,则必须使用new配合shared_ptr。

c++智能指针构造方式 make_shared和new选择

C++智能指针,特别是

shared_ptr

的构造,在

make_shared

和直接使用

new

表达式之间做选择,这并非一个简单的优劣判断,而更多是基于具体场景的需求和考量。通常,我个人会倾向于

make_shared

,因为它在性能和异常安全方面提供了明显的优势。然而,在某些特定且重要的场景下,我们依然需要依赖

new

来配合

shared_ptr

的构造。

当我们谈论

shared_ptr

的构造时,核心问题其实是:是让

shared_ptr

自己去管理通过

new

分配的内存,还是通过

make_shared

一次性完成对象的构造和控制块的创建?

从我的经验来看,大多数时候,我都会倾向于

make_shared

为什么呢?最直观的感受就是,它写起来更简洁,而且背后隐藏着一个非常重要的优化:单次内存分配。当我们写

new MyObject()

然后用

shared_ptr ptr(new MyObject());

时,实际上发生了两次内存分配:一次是为

MyObject

对象本身,另一次是为

shared_ptr

的控制块(里面包含引用计数、弱引用计数以及类型擦除的删除器等信息)。而

make_shared()

则聪明地将这两者合并成一次分配。这不仅仅是减少了一次系统调用开销,更重要的是,它能更好地利用缓存,减少内存碎片,在高性能场景下,这种差异是能感知到的。

不过,这也不是绝对的。比如,如果我的类构造函数是私有的,或者需要传递一个自定义的deleter(删除器),

make_shared

就显得力不从心了。这时候,我还是得老老实实地用

new

,然后将自定义deleter作为

shared_ptr

构造函数的第二个参数传进去。这就像是,

make_shared

提供了一个非常方便且高效的“套餐”,但如果你需要“定制服务”,就得自己动手了。

立即学习“C++免费学习笔记(深入)”;

make_shared

为何能提供性能优势?探究其底层机制

make_shared

的核心优势在于其内存分配策略。当我们使用

shared_ptr p(new T(args));

时,C++运行时需要做两件事:

调用

new T(args)

来在堆上分配

T

类型的内存,并构造对象。

shared_ptr

的构造函数会在堆上再分配一块内存,用于存储控制块(control block)。这个控制块包含了引用计数、弱引用计数以及类型擦除的删除器等信息。这两次独立的内存分配,意味着两次系统调用,以及潜在的内存碎片问题。

make_shared(args)

则不同。它进行的是一次性内存分配。它会计算好

T

对象所需空间和控制块所需空间的总和,然后一次性从堆上申请这么大一块连续的内存。在这块内存中,它会首先构造

T

对象,紧接着就是控制块。这种“合二为一”的做法带来了几个显而易见的优势:

减少内存分配次数: 从两次变为一次,直接降低了系统调用的开销。提高缓存局部性: 对象和其控制块在内存中是相邻的,当访问对象时,控制块的数据很可能也已经被加载到CPU缓存中,从而提高访问效率。减少内存碎片: 连续的内存块管理起来更高效,减少了小块内存反复分配和释放造成的内存碎片化问题。

从我的角度来看,这就像是打包服务。你单独买个商品,再单独买个包装盒,需要两个交易。而

make_shared

就是直接给你一个已经包装好的商品,一次性搞定。对于频繁创建大量

shared_ptr

的场景,这种优化是实打实的。

什么时候应该优先选择

make_shared

?实用场景分析

绝大多数情况下,

make_shared

都应该是你的首选,特别是当你满足以下条件时:

追求性能优化: 如果你的程序对性能敏感,需要频繁创建和销毁

shared_ptr

make_shared

的单次内存分配优势将非常明显。注重异常安全: 考虑这个表达式:

f(shared_ptr(new T()), shared_ptr(new U()));

。如果

new T()

成功,但

new U()

抛出异常,那么

new T()

分配的内存可能永远无法被

shared_ptr

接管并释放,导致内存泄漏。而

make_shared

则不会有这个问题,因为它在一次操作中完成了对象的创建和智能指针的绑定。例如,

f(make_shared(), make_shared());

,即使第二个

make_shared

失败,第一个

make_shared

创建的对象也会被正确管理。这是我个人非常看重的一点,毕竟代码的健壮性比什么都重要。对象构造函数是公开的:

make_shared

需要直接调用对象的构造函数。如果你的构造函数是私有的或保护的(例如,为了强制使用工厂方法),那么

make_shared

就无法直接使用。不需要自定义删除器:

make_shared

不支持直接指定自定义删除器。如果你需要为

shared_ptr

提供一个非默认的删除逻辑(例如,释放一个C风格的资源句柄,或者将对象归还到对象池),那么你必须使用

new

表达式来构造对象,然后将自定义删除器作为

shared_ptr

构造函数的第二个参数。

简而言之,如果你只是想创建一个普通的

shared_ptr

来管理一个堆上的对象,并且没有特殊的删除需求,

make_shared

就是那个“无脑选”的选项。

new

shared_ptr

结合使用的不可替代场景与考量

尽管

make_shared

有很多优点,但

new

表达式配合

shared_ptr

的构造方式,在某些特定场景下依然是不可或缺的。

自定义删除器(Custom Deleter): 这是最常见也是最重要的一个理由。当你的对象需要非标准的释放逻辑时,比如管理文件句柄、数据库连接、或者需要返回到对象池而不是直接

delete

时,

make_shared

就无能为力了。你必须使用

new

来创建对象,然后将自定义删除器作为

shared_ptr

的第二个构造函数参数传入。

#include #include #include  // For FILE*struct FileCloser {    void operator()(FILE* f) const {        if (f) {            fclose(f);            std::cout << "File closed." << std::endl;        }    }};// 使用new和自定义删除器std::shared_ptr file_ptr(fopen("test.txt", "w"), FileCloser{});// make_shared无法直接支持// std::make_shared(fopen("test.txt", "w"), FileCloser{}); // 编译错误

在我看来,这种场景下,

new

是唯一且正确的选择,它提供了

shared_ptr

的灵活性。

weak_ptr

的内存保留考量(特定情况): 这是一个比较微妙的点。当一个

shared_ptr

的所有引用都消失了,但仍有

weak_ptr

指向它时,

make_shared

分配的内存会保留下来,直到最后一个

weak_ptr

也失效。这是因为

make_shared

将对象和控制块放在一起,如果提前释放对象,控制块就无法访问了。这意味着,即使对象已经逻辑上被销毁,其占用的内存可能仍然无法归还给系统,直到所有

weak_ptr

都过期。而使用

new

分配的对象,当

shared_ptr

的引用计数降到零时,对象内存会立即被释放。控制块的内存则会保留到

weak_ptr

计数为零。在某些内存极其敏感,且

weak_ptr

生命周期可能很长的情况下,这种差异可能值得考虑。不过,这通常是过度优化,除非你真的遇到了内存压力问题。

数组的

shared_ptr

管理: C++17之前,

shared_ptr

对数组的支持并不直接。虽然你可以通过

shared_ptr

来管理数组,但

make_shared

没有对应的

make_shared

版本。所以,如果你需要

shared_ptr

来管理一个动态分配的数组,你仍然需要使用

new[]

,并提供一个自定义删除器(或者依赖C++17后的

shared_ptr

自动处理)。

#include #include // C++11/14 管理数组std::shared_ptr arr_ptr_old(new int[10], [](int* p){ delete[] p; });// C++17及以后,可以这样(但make_shared(10) 仍不可用)std::shared_ptr arr_ptr_cxx17(new int[10]);

当然,对于数组,

std::vector

通常是更好的选择,但如果必须用

shared_ptr

管理原生数组,

new

是必经之路。

总的来说,

make_shared

是日常开发中的“默认选项”,它在性能和异常安全方面提供了显著的优势。但当你的需求超出了

make_shared

的范围,比如需要自定义删除行为,或者在极少数情况下需要精细控制内存生命周期时,

new

结合

shared_ptr

的传统方式依然是不可替代的。选择哪种方式,最终还是取决于对项目具体需求的深刻理解。

以上就是C++智能指针构造方式 make_shared和new选择的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。
如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 chuangxiangniao@163.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。
发布者:程序猿,转转请注明出处:https://www.chuangxiangniao.com/p/1473641.html

(0)
打赏 微信扫一扫 微信扫一扫 支付宝扫一扫 支付宝扫一扫
如何为C++配置代码格式化工具Clang-Format并集成到IDE
上一篇 2025年12月18日 20:38:38
C++里氏替换原则 继承体系设计规范
下一篇 2025年12月18日 20:39:04

相关推荐

  • Matplotlib 地图中多类型图例的创建与优化

    Matplotlib 地图中多类型图例的创建与优化Matplotlib 地图中多类型图例的创建与优化Matplotlib 地图中多类型图例的创建与优化Matplotlib 地图中多类型图例的创建与优化

    本教程旨在解决matplotlib地图可视化中,如何在一个图例中同时展示颜色块(如区域分类)和自定义标记(如特定兴趣点)的问题。文章详细介绍了当传统`patch`对象无法正确显示标记时,如何利用`matplotlib.lines.line2d`创建标记图例句柄,并将其与颜色块图例句柄合并,从而生成一…

    2026年5月10日 用户投稿
    100
  • c++中的SFINAE技术是什么_c++模板编程中的SFINAE原理与应用

    SFINAE 是“替换失败不是错误”的原则,指模板实例化时若参数替换导致错误,只要存在其他合法候选,编译器不报错而是继续重载决议。它用于条件启用模板、类型检测等场景,如通过 decltype 或 enable_if 控制函数重载,实现类型特征判断。尽管 C++20 引入 Concepts 简化了部分…

    2026年5月10日
    000
  • RichHandler与Rich Progress集成:解决显示冲突的教程

    在使用rich库的`richhandler`进行日志输出并同时使用`progress`组件时,可能会遇到显示错乱或溢出问题。这通常是由于为`richhandler`和`progress`分别创建了独立的`console`实例导致的。解决方案是确保日志处理器和进度条组件共享同一个`console`实例…

    2026年5月10日
    000
  • 理解编程指令:当结果正确,但实现方式不符要求时

    本文探讨了在编程实践中,即使程序输出了正确的结果,但若其实现方式未能严格遵循既定指令,仍可能被视为“不正确”的问题。我们将通过具体示例,对比直接求和与累加求和两种实现策略,强调理解和遵守编程规范的重要性,以确保代码的健壮性、可维护性及符合项目要求。 在软件开发过程中,我们经常会遇到这样的情况:编写的…

    2026年5月10日
    000
  • c#文件怎么打开

    打开 C# 文件有三种方法:Visual Studio:启动 Visual Studio,通过“文件”菜单打开 C# 文件。文本编辑器:使用文本编辑器打开 C# 文件,将其视为普通文本。.NET Core 命令行工具:使用 csc.exe 命令行工具编译 C# 文件,生成可执行文件。 如何打开 C#…

    2026年5月10日
    000
  • 使用 WebCodecs VideoDecoder 实现精确逐帧回退

    本文档旨在解决在使用 WebCodecs VideoDecoder 进行视频解码时,实现精确逐帧回退的问题。通过比较帧的时间戳与目标帧的时间戳,可以避免渲染中间帧,从而提高用户体验。本文将提供详细的解决方案和示例代码,帮助开发者实现精确的视频帧控制。 在使用 WebCodecs VideoDecod…

    2026年5月10日
    000
  • Discord.py 交互按钮超时与持久化解决方案

    本教程旨在解决Discord.py中交互按钮在一段时间后出现“This Interaction Failed”错误的问题。我们将深入探讨视图(View)的超时机制,并提供通过正确设置timeout参数以及利用bot.add_view()方法实现按钮持久化的具体方案,确保您的机器人交互功能稳定可靠,即…

    2026年5月10日
    000
  • c++如何实现UDP通信_c++基于UDP的网络通信示例

    UDP通信基于套接字实现,适用于实时性要求高的场景。1. 流程包括创建套接字、绑定地址(接收方)、发送(sendto)与接收(recvfrom)数据、关闭套接字;2. 服务端监听指定端口,接收客户端消息并回传;3. 客户端发送消息至服务端并接收响应;4. 跨平台需处理Winsock初始化与库链接,编…

    2026年5月10日
    000
  • html5怎么画实线_HTML5用CSS border-style:solid画元素实线边框【绘制】

    可通过CSS的border-style属性设为solid添加实线边框:一、内联样式用border:2px solid #000;二、内部样式表统一设置如div{border:1px solid #333};三、外部CSS文件定义.my-box{border:3px solid red}并引入;四、单…

    2026年5月10日
    200
  • JS如何实现迭代器?迭代器协议

    JavaScript中实现迭代器需遵循可迭代协议和迭代器协议,通过定义[Symbol.iterator]方法返回具备next()方法的迭代器对象,从而支持for…of和展开运算符;该机制统一了数据结构的遍历接口,实现惰性求值,适用于自定义对象、树、图及无限序列等复杂场景,提升代码通用性与…

    2026年5月10日
    000
  • 使用 Pydantic v2 实现条件性必填字段

    本文介绍了如何在 Pydantic v2 模型中实现条件性必填字段。通过自定义验证器,可以根据模型中其他字段的值来动态地控制某些字段是否为必填项,从而满足 API 交互中数据验证的复杂需求。本文提供了一个具体的示例,展示了如何确保模型中至少有一个字段被赋值。 在 Pydantic v2 中,虽然没有…

    2026年5月10日
    000
  • 如何讲html和css_讲解HTML与CSS结合使用基础【基础】

    需将HTML与CSS结合使用以实现网页结构与样式的分离:HTML定义标题、段落等语义结构,CSS控制颜色、字体等外观;可通过内联样式、内部样式表或外部CSS文件引入样式,并利用类选择器和ID选择器精准应用。 如果您希望网页不仅展示内容,还能具备基本的样式和结构布局,则需要将HTML与CSS结合使用。…

    2026年5月10日
    000
  • React组件中动态属性值的管理与同步:利用状态实现受控组件

    本教程旨在解决react组件中动态属性值同步使用的问题。我们将探讨如何利用react的`usestate` hook来管理组件内部状态,从而实现一个属性的值动态地影响另一个属性,并构建出可预测、易于维护的受控组件。文章将通过具体代码示例,详细阐述从初始化状态到处理状态更新的完整过程,并强调受控组件在…

    2026年5月10日
    000
  • Golang使用Protobuf定义接口与消息格式

    Protobuf通过字段编号实现兼容性,新增字段可忽略、删除字段可保留编号,确保新旧版本互操作,支持服务独立演进。 在Golang项目中,利用Protobuf定义接口和消息格式,本质上是为服务间通信构建了一套高效、类型安全且跨语言的契约。它让数据结构清晰可见,RPC调用标准化,极大地简化了分布式系统…

    2026年5月10日
    000
  • Go语言接口与切片:如何识别和操作[]interface{}

    本文将深入探讨Go语言中如何识别和操作`[]interface{}`类型的切片。我们将介绍类型断言(Type Assertion)的关键作用,并通过`switch`语句演示如何安全地检测`[]interface{}`类型,并进而遍历其内部元素。文章旨在提供清晰的示例代码和专业指导,帮助开发者有效地处…

    2026年5月10日
    000
  • 高通预热 2023 骁龙峰会:以AI为主题,10 月 25-26 日举行

    高通预热 2023 骁龙峰会:以AI为主题,10 月 25-26 日举行高通预热 2023 骁龙峰会:以AI为主题,10 月 25-26 日举行高通预热 2023 骁龙峰会:以AI为主题,10 月 25-26 日举行高通预热 2023 骁龙峰会:以AI为主题,10 月 25-26 日举行

    【环球网科技综合报道】10月17日消息,高通今日对 2023 骁龙峰会进行了预热,本次大会将以 %ign%ignore_a_1%re_a_1% 为主题,届时骁龙 8 gen 3 处理器也很大可能在本届峰会亮相。 在临近活动召开之日,相关业内人士也透露了高通骁龙8Gen3跑分及规格。据悉,高通骁龙8 …

    2026年5月10日 用户投稿
    000
  • CSS技巧:在复杂悬停效果中确保图像始终可见

    CSS技巧:在复杂悬停效果中确保图像始终可见CSS技巧:在复杂悬停效果中确保图像始终可见CSS技巧:在复杂悬停效果中确保图像始终可见CSS技巧:在复杂悬停效果中确保图像始终可见

    本教程探讨如何在包含悬停效果的CSS卡片布局中,确保图像始终显示在最顶层而不被裁剪或遮挡。通过调整HTML结构,利用CSS的position和z-index属性,以及引入pointer-events,我们将解决图像被overflow: hidden和扩展叠加层遮盖的问题,实现复杂的视觉交互效果。 在…

    2026年5月10日 用户投稿
    000
  • 从 JavaScript 获取 URL 并在 PHP DataGrid 中使用

    本文档旨在指导开发者如何从 JavaScript 函数中获取 URL,并将其动态应用于 PHP DataGrid。通过前端 JavaScript 动态生成 API 地址,并将其传递给后端的 PHP DataGrid,实现数据根据用户会话动态加载。 动态配置 DataGrid 的 URL 在构建动态 …

    2026年5月10日
    000
  • JavaScript 中使用多个 querySelector 更新页面元素

    本文旨在讲解如何在 JavaScript 的 if 语句中使用多个 querySelector 来更新不同的页面元素,并提供示例代码和注意事项,帮助开发者理解并应用此技术。通过该方法,可以根据特定条件动态修改页面内容,提升用户体验。 使用 querySelector 在 if 语句中更新多个元素 在…

    2026年5月10日
    100
  • GolangWeb项目异常捕获与日志记录

    答案:通过中间件使用defer和recover捕获panic,结合zap等结构化日志库记录请求链路信息,为每个请求生成trace ID,实现异常捕获与可追踪日志,提升系统稳定性与可观测性。 在Go语言Web项目中,异常捕获与日志记录是保障系统稳定性和可维护性的关键环节。Go本身没有像其他语言那样的t…

    2026年5月10日
    000

发表回复

登录后才能评论
关注微信