C++中的shared_ptr是标准库提供的智能指针，核心作用是通过引用计数机制管理动态分配的对象，当没有任何shared_ptr指向该对象时自动释放内存，减少手动内存管理的风险。shared_ptr的实现依赖控制块，控制块中存储着引用计数、弱引用计数以及被管理对象的 deleter 等信息。
shared_ptr的基本结构
每个shared_ptr对象包含两个指针，一个指向被管理的实际对象，另一个指向对应的控制块。控制块的生命周期和被管理对象绑定，当引用计数降为0时，先调用deleter释放被管理对象，再释放控制块本身。
引用计数的核心规则
引用计数记录当前有多少个shared_ptr指向同一个控制块，其变化遵循以下规则：
- 当一个新的shared_ptr拷贝构造或赋值给另一个shared_ptr时，引用计数加1
- 当一个shared_ptr被销毁（比如离开作用域）或指向其他对象时，引用计数减1
- 当引用计数降为0时，被管理的对象会被自动释放
引用计数的增减场景示例
下面通过代码示例展示引用计数的变化过程：
#include <iostream>
#include <memory>
int main() {
// 创建shared_ptr，引用计数为1
std::shared_ptr<int> ptr1(new int(10));
std::cout << "ptr1创建后引用计数: " << ptr1.use_count() << std::endl;
// 拷贝构造，引用计数加1，变为2
std::shared_ptr<int> ptr2 = ptr1;
std::cout << "ptr2拷贝后引用计数: " << ptr1.use_count() << std::endl;
// ptr2离开作用域前销毁，引用计数减1，变为1
{
std::shared_ptr<int> ptr3 = ptr2;
std::cout << "ptr3创建后引用计数: " << ptr1.use_count() << std::endl;
}
// ptr3销毁，引用计数减1，变为1
std::cout << "ptr3销毁后引用计数: " << ptr1.use_count() << std::endl;
// ptr1指向新对象，原对象引用计数减1，变为0，原对象被释放
ptr1.reset(new int(20));
std::cout << "ptr1重置后原对象引用计数: " << ptr2.use_count() << std::endl;
return 0;
}
上述代码的输出结果依次为1、2、2、1、0，符合引用计数的变化规则。
引用计数的线程安全特性
shared_ptr的引用计数操作是线程安全的，标准库保证引用计数的增减是原子操作，多个线程同时拷贝或销毁指向同一对象的shared_ptr时，不会出现计数错误。但需要注意，被管理对象的访问本身不是线程安全的，如果多个线程同时修改被管理对象的内容，仍然需要额外的同步机制。
循环引用问题与解决
当两个对象互相持有对方的shared_ptr时，会出现循环引用，导致引用计数永远无法降为0，引发内存泄漏。例如：
#include <memory>
class Node {
public:
std::shared_ptr<Node> next;
~Node() {
std::cout << "Node析构" << std::endl;
}
};
int main() {
std::shared_ptr<Node> node1(new Node());
std::shared_ptr<Node> node2(new Node());
// 循环引用，node1和node2的引用计数都为2
node1->next = node2;
node2->next = node1;
// 离开作用域后，node1和node2的引用计数都降为1，不会触发析构
return 0;
}
解决循环引用的方式是使用weak_ptr，weak_ptr不会增加引用计数，只作为弱引用指向对象，上述例子中如果把next的类型改为std::weak_ptr<Node>，就可以打破循环引用，正常释放对象内存。
自定义deleter的使用
shared_ptr支持自定义deleter，当引用计数降为0时，会调用自定义的deleter释放对象，而不是默认的delete操作，这在管理非new分配的内存（比如malloc分配的内存、文件句柄等资源）时非常有用：
#include <iostream>
#include <memory>
#include <cstdlib>
// 自定义deleter，释放malloc分配的内存
void my_deleter(int* ptr) {
std::cout << "调用自定义deleter释放内存" << std::endl;
free(ptr);
}
int main() {
// 使用malloc分配内存，传入自定义deleter
int* raw_ptr = (int*)malloc(sizeof(int));
*raw_ptr = 100;
std::shared_ptr<int> ptr(raw_ptr, my_deleter);
return 0;
}
上述代码中，ptr销毁时会调用my_deleter释放malloc分配的内存，避免内存泄漏。
shared_ptr引用计数智能指针内存管理修改时间：2026-07-05 16:06:26