std::shared_ptr通过引用计数管理资源,拷贝时加1,销毁或重置时减1,计数为0则对象被删除;局部变量逆序销毁,循环引用需用weak_ptr打破,自定义删除器确保资源正确释放。

在C++中,std::shared_ptr 的销毁顺序和引用计数的变化是理解资源管理的关键。它通过引用计数机制实现自动内存管理,当最后一个 shared_ptr 离开作用域时,所管理的对象才会被销毁。
引用计数如何变化
每个 shared_ptr 实例都共享指向同一对象的控制块,其中包含引用计数(use_count)。引用计数在以下情况下发生变化:
拷贝构造或赋值时:引用计数加1shared_ptr 被销毁或重置时:引用计数减1引用计数变为0时:所管理的对象被 delete,控制块也被释放例如:
std::shared_ptr p1 = std::make_shared(42); // use_count = 1std::shared_ptr p2 = p1; // use_count = 2p1.reset(); // use_count = 1p2.reset(); // use_count = 0, 对象被销毁
销毁顺序与析构行为
shared_ptr 遵循 RAII 原则,在离开作用域时自动调用析构函数。销毁顺序取决于 shared_ptr 变量的作用域和生命周期:
局部变量:按声明的逆序销毁成员变量:在其所属对象销毁时,按声明逆序调用析构全局或静态 shared_ptr:在程序退出前销毁,顺序不确定,应避免依赖
关键点是:只有当引用计数降为0,并且当前 shared_ptr 是最后一个拥有控制块所有权的实例时,才会触发对象的析构和资源释放。
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循环引用问题与 weak_ptr 的作用
当两个对象互相持有对方的 shared_ptr 时,引用计数无法归零,导致内存泄漏:
struct Node { std::shared_ptr parent; std::shared_ptr child;};// 若 parent 和 child 相互引用,引用计数永不为0
解决方法是使用 std::weak_ptr 打破循环。weak_ptr 不增加引用计数,只观察对象是否存在。当需要访问时,调用 lock() 获取临时 shared_ptr。
自定义删除器的影响
shared_ptr 支持自定义删除器,删除器在引用计数为0时被调用,可用于释放非堆内存、关闭文件句柄等:
auto deleter = [](int* p) { std::cout << "Deleting " << *p << std::endl; delete p;};std::shared_ptr ptr(new int(10), deleter);
删除器存储在控制块中,与引用计数共存,确保资源正确释放。
基本上就这些。掌握 shared_ptr 的引用计数变化和销毁时机,能有效避免内存泄漏和悬空指针问题。注意避免循环引用,合理使用 weak_ptr,就能安全高效地管理动态资源。
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