shared_ptr八股收集 C++

（1）、具体讲一下shared_ptr自动管理内存的原理/引用计数的具体原理/shared_ptr引用计数什么时候会增加，什么时候会减少？

在shared_ptr的内部维护了⼀个计数器，来跟踪有多少个shared_ptr对象指向了某⼀个资源。当计数器的值减少到0的时候，shared_ptr就会调⽤delete(或者⽤户⾃定义的⽅法)来释放资源。
引用计数器何时增加：
1.新建⼀个shared_ptr并指向了⼀个资源时。
2.复制构造函数创建⼀个新的shared_ptr时。
3.⽤复制运算符将⼀个shared_ptr给另⼀个shared_ptr对象赋值时。
引⽤计数器何时减少：
1.当⼀个shared_ptr对象被销毁时，⽐如局部变量离开作⽤域，或者类成员变量析构时。
2.当⼀个shared_ptr对象不再指向⼀个资源时，例如通过reset⽅法或者赋值运算符指向另⼀个资源时。

（2）、shared_ptr是线程安全的吗

1、多线程代码操作的是同一个shared_ptr的对象是线程不安全的。

2、多线程代码操作的不是同一个shared_ptr的对象，但不同的shared_ptr指向了相同的内存，此时是线程安全的。

2、多线程情况下，管理同一个数据的shared_ptr在进行计数的增加和减少时是原子操作，是线程安全的。

（3）、手撕一下shared_ptr

（4）、

1. 基本原理说明（先讲理论再写代码）

"shared_ptr 是一种共享所有权的智能指针，通过引用计数机制管理对象的生命周期。多个 shared_ptr 可以指向同一个对象，当最后一个 shared_ptr 被销毁时，对象才会被删除。"

2. 关键组件

"它需要维护两个核心数据成员：

• 原始指针 T* ptr

• 引用计数 int* ref_count（必须用指针，所有实例共享）

引用计数必须放在堆上，因为多个 shared_ptr 需要共享同一个计数器。"

3. 必须实现的成员函数

在写代码时，至少要包含以下核心实现：

template <typename T>
class SharedPtr {
private:
    T* ptr;
    int* ref_count;
    
    void release() {
        if (ref_count && --(*ref_count) == 0) {
            delete ptr;
            delete ref_count;
        }
    }
public:
    // 1. 构造函数
    explicit SharedPtr(T* p = nullptr) 
        : ptr(p), ref_count(p ? new int(1) : nullptr) {}
    
    // 2. 拷贝构造函数
    SharedPtr(const SharedPtr& other)
        : ptr(other.ptr), ref_count(other.ref_count) {
        if (ref_count) ++(*ref_count);
    }
    
    // 3. 移动构造函数
    SharedPtr(SharedPtr&& other) noexcept
        : ptr(other.ptr), ref_count(other.ref_count) {
        other.ptr = nullptr;
        other.ref_count = nullptr;
    }
    
    // 4. 析构函数
    ~SharedPtr() { release(); }
    
    // 5. 拷贝赋值
    SharedPtr& operator=(const SharedPtr& other) {
        if (this != &other) {
            release();
            ptr = other.ptr;
            ref_count = other.ref_count;
            if (ref_count) ++(*ref_count);
        }
        return *this;
    }
    
    // 6. 移动赋值
    SharedPtr& operator=(SharedPtr&& other) noexcept {
        if (this != &other) {
            release();
            ptr = other.ptr;
            ref_count = other.ref_count;
            other.ptr = nullptr;
            other.ref_count = nullptr;
        }
        return *this;
    }
    
    // 7. 解引用操作符
    T& operator*() const { return *ptr; }
    T* operator->() const { return ptr; }
    
    // 8. 辅助函数
    int use_count() const { return ref_count ? *ref_count : 0; }
    void reset(T* p = nullptr) { /* 实现重置逻辑 */ }
};