c++11 make_shared深度研究，从一个函数看仿变长参数模板实现方式

最新推荐文章于 2025-06-18 17:22:45 发布

谁用了我的tori

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分类专栏： c++

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/fsdafsagsadgas/article/details/80380477

本文详细分析了C++11中的make_shared函数在VS2012中的实现，由于该版本不支持变长参数模板，但make_shared却能处理最多5个参数，揭示了其实现原理。通过宏元编程，生成6个重载函数以实现0到5个参数的make_shared。通过一步步展开宏，逐步展示了从_VARIADIC_EXPAND_0X到各个内部宏的展开过程，解释了make_shared如何利用宏生成代码来实现功能，最后指出虽然实现方式复杂，但这可能是基于已有的宏系统设计的结果。

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本文基于vs2012中的std::make_shared函数进行分析，选取原因有两个，一是现在公司再用vs2012版本进行开发，我也就自然根据这个编译器进行的研究，第二是vs2012中并没有支持变长参数模板这个C++11的特性，但是make_shared仍然神奇的支持着“变长参数”，这就说明起码vs2012中的make_shared还没有用到变长参数就实现了这个功能，并且也导致一个问题，就是vs2013版本之后make_shared的实现方式可能发生了改变。所以在开始分析前，我要强调一下我所用的代码版本。

首先我认为还是要介绍一下make_shared这个函数，虽然可能对于大部分人来说这个根本没用，如果觉得没用可以直接跳过这个废话阶段。make_shared是C++11中创建shared_ptr这种智能指针的一种方式，并且实际上很推荐使用这种方式去创建一个智能指针，而不是直接通过原生指针去赋值或者通过shared_ptr的构造函数去创建一个智能指针。因为那样的操作略微存在一些内存泄漏上的风险，具体问题请自行百度shared_ptr。make_shared函数的一般使用方式是auto smart_ptr = std::make_shared<PTR_TYPE>(PARAM_TYPE1param1, PARAM_TYPE2 param2,...);参数就是指针实例化时构造函数需要的参数。而经过试验会发现这个参数数量最大是5，当然理由会在后面说明。

那接下来就正式开始分析这个函数。

首先通过跳转找到这个函数的定义，会在memory中看到这样一段代码

#define_ALLOCATE_MAKE_SHARED( \

TEMPLATE_LIST, PADDING_LIST,LIST, COMMA, X1, X2, X3, X4) \

template<class _Ty COMMA LIST(_CLASS_TYPE)> inline \

shared_ptr<_Ty>make_shared(LIST(_TYPE_REFREF_ARG)) \

{ /* make a shared_ptr */ \

_Ref_count_obj<_Ty> *_Rx =\

new _Ref_count_obj<_Ty>(LIST(_FORWARD_ARG)); \

shared_ptr<_Ty> _Ret; \

_Ret._Resetp0(_Rx->_Getptr(),_Rx); \

return (_Ret); \

} \

template<class _Ty, \

class _Alloc COMMA LIST(_CLASS_TYPE)> inline \

shared_ptr<_Ty>allocate_shared( \

const _Alloc& _Al_arg COMMA LIST(_TYPE_REFREF_ARG)) \

{ /* make a shared_ptr */ \

typedef _Ref_count_obj_alloc<_Ty,_Alloc> _Refoa; \

typename _Alloc::template rebind<_Refoa>::other _Alref =_Al_arg; \

_Refoa *_Rx = _Alref.allocate(1);\

_TRY_BEGIN \

::new (_Rx) _Refoa(_Al_arg COMMA LIST(_FORWARD_ARG)); \

_CATCH_ALL \

_Alref.deallocate(_Rx, 1); \

_RERAISE; \

_CATCH_END \

shared_ptr<_Ty> _Ret; \

_Ret._Resetp0(_Rx->_Getptr(),_Rx); \

return (_Ret); \

}

_VARIADIC_EXPAND_0X(_ALLOCATE_MAKE_SHARED, , , , )

#undef _ALLOCATE_MAKE_SHARED

这一段代码中可以找到长得很像make_shared的函数的定义，没错，那东西就是make_shared的定义。但是，这种代码，who understand？整个的函数定义都是包在一个宏里的，而这个宏的运行方式，可以用鬼畜来形容。这个定义实际上并不是c++11里的变长参数的实现方式，而是通过宏元编程，实现的代码生成，然后又通过代码生成，重载了6个make_shared函数。这6个函数分别接受0到5个参数，这也就是之前提到的最多接受5个参数的原因。

从结论上来讲，make_shared的定义是通过宏元实现的代码生成而来的重载函数，那么这个定义到底是如何产生的？其实如果熟悉宏的操作的话，会很清楚的了解到这个定义整个是包在一个_ALLOCATE_MAKE_SHARED的宏里的，而这个宏在最后_VARIADIC_EXPAND_0X(_ALLOCATE_MAKE_SHARED