答案：模拟实现的shared_ptr通过引用计数管理内存，拷贝时增加计数，析构时减少，归零则释放资源，避免内存泄漏。
在C++中，智能指针通过自动管理动态分配的内存来避免内存泄漏。常见的智能指针如std::unique_ptr和std::shared_ptr依赖RAII（资源获取即初始化）和引用计数等机制。我们可以模拟实现一个简单的shared_ptr，理解其底层原理。
基本设计思路
要模拟shared_ptr，需要以下几个核心组件：
指向对象的指针：保存实际管理的对象地址。引用计数器：记录有多少个智能指针共享该对象。控制块（Control Block）：通常包含引用计数和可能的删除器，我们这里简化为堆上的引用计数。拷贝构造与赋值操作：增加引用计数。析构函数：减少引用计数，归零时释放资源。
简单 shared_ptr 模拟实现
// 简化的 shared_ptr 模拟templateclass shared_ptr {private: T* ptr; // 指向管理的对象 int* ref_count; // 指向引用计数
void release() { if (--(*ref_count) == 0) { delete ptr; delete ref_count; } ptr = nullptr; ref_count = nullptr;}
public:// 构造函数explicit shared_ptr(T* p = nullptr) : ptr(p) {ref_count = new int(1);}
// 拷贝构造函数shared_ptr(const shared_ptr& other) : ptr(other.ptr), ref_count(other.ref_count) { ++(*ref_count);}// 赋值操作符shared_ptr& operator=(const shared_ptr& other) { if (this != &other) { release(); // 释放当前资源 ptr = other.ptr; ref_count = other.ref_count; ++(*ref_count); } return *this;}// 解引用T& operator*() const { return *ptr; }T* operator->() const { return ptr; }// 获取原始指针T* get() const { return ptr; }// 引用计数int use_count() const { return *ref_count; }// 析构函数~shared_ptr() { release();}
};
使用示例
int main() { shared_ptr p1(new int(42)); { shared_ptr p2 = p1; std::cout } // p2 析构，引用计数减为1 std::cout } // p1 析构，释放内存
注意事项与扩展方向
上述实现是极简版本，仅用于教学。实际应用中还需考虑：
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线程安全：引用计数的增减应是原子操作，在多线程环境下需使用std::atomic。自定义删除器：支持传入删除函数，比如用于关闭文件句柄或delete[]数组。weak_ptr 支持：避免循环引用，需引入弱引用计数。移动语义：添加移动构造和移动赋值以提升性能。
基本上就这些。模拟智能指针的关键是掌握资源管理和生命周期控制的思想，有助于深入理解C++内存模型。
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