shared_ptr手动实现

本文介绍了一组针对自定义shared_ptr智能指针的测试案例,涵盖了空指针、动态对象管理、STL容器使用、资源安全释放等关键场景,确保了智能指针的正确性和效率。

自己实现的shared_ptr需要通过如下测试用例:

#pragma once
#include <iostream>

class A
{
public:
	A();
	~A();
	void Print(void) { std::cout << "I am an A objcet." << std::endl; }
	void PrintData(void) { std::cout << "I am an A objcet. My data is " << m_data << std::endl; }
	void SetData(int data);
private:
	int m_data = 100;
};
#pragma once
class B
{
public:
	B() :m_p_data(new int(100))
	{
	}
	~B();
	int GetData(void) const;
public:
	int* m_p_data;
};

 

#include <vector>
#include "A.h"
#include "B.h"
#include "my_shared_ptr.h"

void test_nullptr(void)
{
	//指向空指针的场景
	my_shared_ptr<A> p;
	auto p1 = p;
	auto p2(p);
}

void test_A(void)
{
	//指向动态对象的场景
	my_shared_ptr<A> p(new A);
	auto p1 = p;
	auto p2(p);
}

my_shared_ptr<A> test_create(void)
{
	my_shared_ptr<A> p(new A);
	return p;
}

std::vector<my_shared_ptr<A>> test_STL(void)
{
	std::vector<my_shared_ptr<A>> listA;
	for (int i = 0; i < 2; ++i)
	{
		listA.push_back(my_shared_ptr<A>(new A));
	}
	return std::move(listA);
}

A* test_coredump_A(void)
{
	my_shared_ptr<A> p(new A);
	return p.get();
}

B* test_coredump_B(void)
{
	my_shared_ptr<B> p(new B);
	return p.get();
}

int main(int argv, char* argc[])
{
	test_nullptr();
	test_A();
	auto p = test_create();
	auto listA = test_STL();

	p->Print();
	(*p).Print();

	auto p1 = test_coredump_A();
	p1->Print();
	p1->PrintData();
	p1->SetData(200);

	auto p2 = test_coredump_B();
	std::cout << p2->GetData() << std::endl;

	return 0;
}

输出为:

 

答案:企业微信文件盘

 

<think>好的,用户问的是关于std::shared_ptr手动释放管理的内存。我需要先理解清楚用户的需求。std::shared_ptr是C++中的智能指针,用于自动管理内存,但用户可能遇到了需要提前释放内存的情况,或者想了解如何手动干预。 首先,我得回顾一下shared_ptr的工作原理。shared_ptr通过引用计数来管理内存,当计数归零时自动释放内存。但用户想知道如何手动释放,这可能涉及到reset()方法的使用,或者是否需要直接操作原始指针。 用户可能有这样的场景:比如在某个时刻需要立即释放内存,而不想等待所有shared_ptr实例都销毁。这时候如何正确操作?需要注意哪些问题? 接下来,我应该解释手动释放的方法,比如调用reset(),这样会减少引用计数,如果计数到零,内存会被释放。同时,如果有其他shared_ptr实例还在使用,内存不会被立即释放,所以需要确保没有其他引用。 还要提到使用get()方法获取原始指针,但直接delete原始指针会导致未定义行为,因为shared_ptr的引用计数没有更新,可能导致双重释放。这一点很重要,用户可能会犯这样的错误。 另外,可能需要讨论如何完全释放内存,即让所有shared_ptr实例都释放所有权,这时候可以使用reset()或者将shared_ptr置为nullptr。同时,weak_ptr的存在是否会影响内存释放也是一个需要注意的点。 用户可能还关心如何检测当前是否有其他shared_ptr实例存在,可以使用use_count(),但要注意这个方法在多线程环境中的可靠性问题。 最后,需要总结手动释放的步骤和注意事项,强调正确使用reset()方法,避免操作原始指针,以及处理循环引用的情况。可能还需要给出代码示例来说明正确的做法。</think>在 C++ 中,`std::shared_ptr` 的**内存管理是自动的**,但你可以通过以下方式手动干预其管理的内存: --- ### 核心机制 1. **自动释放条件** `std::shared_ptr` 基于**引用计数**: - 当最后一个 `shared_ptr` 离开作用域或被 `reset()` 时 - **引用计数归零**时,自动调用 `delete` 释放对象 2. **手动释放的两种场景** | 场景 | 实现方式 | 效果 | |-----------------------------------|-----------------------------------|------------------------------------------| | **提前释放当前实例管理的内存** | 调用 `ptr.reset()` | 当前指针放弃所有权,引用计数减 1 | | **强制完全释放内存** | 确保所有 `shared_ptr` 实例被销毁 | 引用计数归零时触发析构 | --- ### 手动释放操作示例 #### 1. 通过 `reset()` 放弃所有权 ```cpp std::shared_ptr<int> ptr1 = std::make_shared<int>(42); std::shared_ptr<int> ptr2 = ptr1; // 引用计数=2 ptr1.reset(); // ptr1 放弃所有权,引用计数降为1 // *此时内存未被释放,因为 ptr2 仍持有对象* ``` #### 2. 强制所有实例释放 ```cpp std::shared_ptr<int> ptr1 = std::make_shared<int>(42); std::shared_ptr<int> ptr2 = ptr1; ptr1.reset(); // 引用计数=1 ptr2.reset(); // 引用计数=0 → 内存被释放 ``` --- ### ⚠️ 危险操作:直接操作原始指针 ```cpp int* raw_ptr = ptr.get(); delete raw_ptr; // 危险!会导致: // 1. 后续 ptr 析构时二次释放内存(UB) // 2. 其他 shared_ptr 实例成为悬空指针 ``` --- ### 高级技巧:完全清空内存 若需**强制释放内存**且**断开所有关联**: ```cpp std::shared_ptr<MyClass> ptr = std::make_shared<MyClass>(); std::shared_ptr<MyClass>().swap(ptr); // 通过交换清空 ptr ``` --- ### 注意事项 1. **循环引用问题** 若存在 `shared_ptr` 循环引用,即使手动 `reset()`,内存也**不会释放**(需配合 `weak_ptr` 解决)。 2. **自定义删除器** 如果 `shared_ptr` 使用了自定义删除器(如 `delete[]`),手动释放时需确保匹配: ```cpp std::shared_ptr<int[]> ptr(new int[10], [](int* p){ delete[] p; }); ``` 3. **监测引用计数** 可通过 `ptr.use_count()` 查看引用计数(但**不保证线程安全**,仅调试用)。 --- ### 总结 | 操作 | 安全性 | 适用场景 | |---------------------|---------|------------------------------| | `ptr.reset()` | ✅ 安全 | 放弃当前实例的所有权 | | 销毁所有实例 | ✅ 安全 | 确保内存完全释放 | | `delete ptr.get()` | ❌ 危险 | 必然导致未定义行为(UB) |
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