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C++智能指针的引用计数

2023-07-05 09:21:45 深夜i -- --

C++ 智能指针引用计数

在C++中，指针是一种广泛使用的数据类型，但是它们也经常导致内存泄漏和悬挂指针等风险。为了解决这些问题，C++11引入了智能指针，其中最常见的是使用引用计数来管理指针的所有权。

智能指针的引用计数工作原理如下：每当一个智能指针被创建时，其所引用对象的引用计数加1；每当一个指向该对象的智能指针被销毁时，其所引用对象的引用计数减1。当引用计数为0时，该对象被销毁，这意味着该对象不再被任何智能指针持有。智能指针的引用计数通常使用std::shared_ptr来实现。

下面是一个示例：


#include <memory>
#include <iostream>
int main()
{
  std::shared_ptr<int> p1 = std::make_shared<int>(42);
  std::shared_ptr<int> p2 = p1;
  std::shared_ptr<int> p3 = p2;
  
  std::cout << "p1 use count: " << p1.use_count() << std::endl;
  std::cout << "p2 use count: " << p2.use_count() << std::endl;
  std::cout << "p3 use count: " << p3.use_count() << std::endl;
  
  p1.reset();
  std::cout << "p1 reseted" << std::endl;
  
  std::cout << "p1 use count: " << p1.use_count() << std::endl;
  std::cout << "p2 use count: " << p2.use_count() << std::endl;
  std::cout << "p3 use count: " << p3.use_count() << std::endl;
  
  p2.reset();
  std::cout << "p2 reseted" << std::endl;
  
  std::cout << "p1 use count: " << p1.use_count() << std::endl;
  std::cout << "p2 use count: " << p2.use_count() << std::endl;
  std::cout << "p3 use count: " << p3.use_count() << std::endl;
  return 0;
}

输出结果：

p1 use count: 3 p2 use count: 3 p3 use count: 3 p1 reseted p1 use count: 0 p2 use count: 2 p3 use count: 2 p2 reseted p1 use count: 0 p2 use count: 0 p3 use count: 1

从输出可以看出，三个智能指针指向的同一个对象，其引用计数一直为3，每当一个指针被销毁时，引用计数就减1。当p1和p2被reset后，对象的引用计数为0，因此对象被销毁。

引用计数的工作原理非常简单，但是它也存在一些小问题。例如，当两个智能指针相互引用时，它们可能会导致循环引用，使得对象永远无法被销毁。为了解决这个问题，可以使用std::weak_ptr来打破引用循环，它不会影响引用计数，但也可以检查对象是否已被销毁。

总的来说，智能指针的引用计数是C++中常用的内存管理方式之一，它可以有效地避免内存泄漏和悬挂指针等问题，但也需要注意潜在的循环引用问题。在实际开发中，需要根据具体的场景选择适合的内存管理方式。

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