C++智能指针之shared_ptr原理和应用举例

shared_ptr是C++中的智能指针，它提供了共享所有权的能力。以下是shared_ptr的原理和特点：

先说原理：

1. shared_ptr使用引用计数的方式来管理对象的生命周期。

2. 每个shared_ptr都有一个关联的引用计数，用于统计有多少个指针共享同一个对象。

3. 当一个新的shared_ptr指向一个对象时，引用计数加1。

4. 当一个shared_ptr被销毁或指向另一个对象时，引用计数减1。

5. 当引用计数为0时，对象会被自动释放。

特点：

1. shared_ptr可以通过复制来共享对象的所有权，多个指针可以同时指向同一个对象。

2. shared_ptr可用于替代裸指针，避免手动内存管理和内存泄漏。

3. shared_ptr在对象不再需要时自动释放，无需手动delete，避免了悬空指针和重复释放的问题。 4. shared_ptr可以使用自定义的删除器（deleter）来支持更灵活的资源管理。

代码示例：

class MyClass {
public:
    MyClass() {
        std::cout << "MyClass default constructor" << std::endl;
    }
    ~MyClass() {
        std::cout << "MyClass destructor" << std::endl;
    }
    void doSomething() {
        std::cout << "Doing something in MyClass" << std::endl;
    }
};

int main() {
    std::shared_ptr ptr1(new MyClass());  // 创建一个shared_ptr，引用计数为1

    {
        std::shared_ptr ptr2 = ptr1;  // ptr2和ptr1共享所有权，引用计数加1
        std::shared_ptr ptr3 = ptr1;  // ptr3和ptr1共享所有权，引用计数加1

        ptr1->doSomething();
        ptr2->doSomething();
        ptr3->doSomething();
    }  // ptr2和ptr3超出作用域，引用计数减1，但仍有一个指向MyClass对象的shared_ptr存在

    ptr1->doSomething();

    return 0;
}

此示例中，ptr1和ptr2，ptr3共享同一个MyClass对象的所有权。

在代码块内，它们都可以调用doSomething()函数。当ptr2和ptr3超出作用域时，引用计数减1，但由于ptr1仍然存在，所以MyClass对象不会被销毁。当ptr1超出作用域时，引用计数为0，MyClass对象会被自动释放，析构函数调用打印出相应的信息。