C++中的std::shared_ptr

std::shared_ptr 是 C++11 标准库中的智能指针类型，用于管理动态分配的对象。与传统指针不同，std::shared_ptr 自动管理内存，并在不再使用时自动释放对象，以避免内存泄漏。它是一种共享所有权的智能指针，即可以让多个 std::shared_ptr 指向同一个对象，并且会记录有多少个 std::shared_ptr 拥有该对象。

使用方法

#include <memory>
#include <iostream>

int main() {
    std::shared_ptr<int> p1 = std::make_shared<int>(10);  // 创建一个指向整数10的shared_ptr
    std::cout << *p1 << std::endl;                        // 输出：10

    {
        std::shared_ptr<int> p2 = p1;                     // p2 共享 p1 所指向的对象
        std::cout << "Use count: " << p1.use_count() << std::endl;  // 输出：2
    }  // p2 离开作用域，引用计数减少

    std::cout << "Use count after p2 out of scope: " << p1.use_count() << std::endl;  // 输出：1
    return 0;
}

关键特性

1. 引用计数：每一个 std::shared_ptr 对象都会维护一个引用计数。当创建新的 std::shared_ptr 指向相同对象时，引用计数增加；当某个 std::shared_ptr 被销毁时，引用计数减少。当引用计数为 0 时，std::shared_ptr 会自动释放对象的内存。
   • 可以通过 use_count() 获取当前的引用计数。
2. 线程安全：多个 std::shared_ptr 指向同一对象时，引用计数操作是线程安全的。
3. 支持自定义删除器：std::shared_ptr 可以在创建时指定删除器函数，用于释放资源时执行特定操作。

常见操作

• 创建 std::shared_ptr：
  • 推荐使用 std::make_shared<T>(args...) 以提高效率。
  • 直接使用 new 创建时，需要传递给 std::shared_ptr<T> 构造函数，如 std::shared_ptr<int> p(new int(10));。
• 访问和修改对象：
  • 使用 * 和 -> 操作符访问所指向的对象，如 *p1 或 p1->someMethod()。
• 检查引用计数：
  • 使用 p1.use_count() 获取当前引用计数。

适用场景

std::shared_ptr 适合在多个地方需要共享同一个对象时使用，如在函数之间传递、容器存储等。需要注意的是，如果两个 std::shared_ptr 相互引用，可能导致内存无法释放（循环引用），此时可以配合 std::weak_ptr 来解决。