【C++：智能指针】没有垃圾回收？智能指针来也！破解C++内存泄漏：智能指针原理、循环引用与线程安全详解

艾莉丝努力练剑2025-12-06 8:09


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文章目录

  • C++学习阶段的三个参考文档
  • [1 ~> 前言：智能指针的使用场景](#1 ~> 前言：智能指针的使用场景)
  • [2 ~> RAII和智能指针的设计思路](#2 ~> RAII和智能指针的设计思路)
    • [2.1 理论：RAII](#2.1 理论：RAII)
    • [2.2 最佳实践](#2.2 最佳实践)
    • [2.3 实践RAII：核心思想](#2.3 实践RAII：核心思想)
  • [3 ~> C++标准库智能指针的使用](#3 ~> C++标准库智能指针的使用)
    • [3.1 理论](#3.1 理论)
    • [3.2 最佳实践](#3.2 最佳实践)
  • [4 ~> 智能指针原理](#4 ~> 智能指针原理)
    • [4.1 理论](#4.1 理论)
  • [5 ~> 循环引用问题：shared_ptr和weak_ptr](#5 ~> 循环引用问题：shared_ptr和weak_ptr)
    • [5.1 循环引用问题：shared_ptr](#5.1 循环引用问题：shared_ptr)
    • [5.2 weak_ptr](#5.2 weak_ptr)
      • [5.2.1 理论](#5.2.1 理论)
      • [5.2.2 底层](#5.2.2 底层)
      • [5.2.3 应用场景](#5.2.3 应用场景)
  • [6 ~> shared_ptr的线程安全问题](#6 ~> shared_ptr的线程安全问题)
    • [6.1 说明](#6.1 说明)
    • [6.2 理论](#6.2 理论)
    • [6.3 示例](#6.3 示例)
  • [7 ~> 历史发展：C++11和boost中智能指针的关系](#7 ~> 历史发展：C++11和boost中智能指针的关系)
  • [8 ~> 内存泄漏问题](#8 ~> 内存泄漏问题)
    • [8.1 什么是内存泄漏，内存泄漏的危害](#8.1 什么是内存泄漏，内存泄漏的危害)
      • [8.1.1 理论：什么是内存泄漏？](#8.1.1 理论：什么是内存泄漏？)
      • [8.1.2 内存泄漏的危害](#8.1.2 内存泄漏的危害)
    • [8.2 如何检测内存泄漏（了解一下）？](#8.2 如何检测内存泄漏（了解一下）？)
    • [8.3 如何避免内存泄漏](#8.3 如何避免内存泄漏)
  • C++11完整代码示例与实践演示
  • 结尾

C++学习阶段的三个参考文档

看库文件（非官方文档）： Cplusplus.com

​

这个文档在C++98、C++11时候还行，之后就完全没法用了......

准官方文档（同步更新） ------还 可以看语法 ：C++准官方参考文档

这个行，包括C++26都同步了，我们以后主要会看这个。

官方文档（类似论坛）： Standard C++

这个网站上面会有很多大佬，类似于论坛。

1 ~> 前言：智能指针的使用场景

下面程序中我们可以看到，new了以后，我们也delete了，但是因为抛异常导，后面的delete没有得到执行，所以就内存泄漏了，所以我们需要new以后捕获异常，捕获到异常后delete内存，再把异常抛出，但是因为new本身也可能抛异常，连续的两个new和下面的Divide都可能会抛异常，让我们处理起来很麻烦。智能指针放到这样的场景里面就让问题简单多了。

下面这段代码也是我们之前见过的。

cpp 复制代码 
double Divide(int a, int b)
{
	// 当b == 0时抛出异常 
	if (b == 0)
	{
		throw "Divide by zero condition!";
	}
	else
	{
		return (double)a / (double)b;
	}
}
void Func()
{
	// 这⾥可以看到如果发⽣除0错误抛出异常，另外下⾯的array和array2没有得到释放。 
	// 所以这⾥捕获异常后并不处理异常，异常还是交给外⾯处理，这⾥捕获了再重新抛出去。 
	// 但是如果array2new的时候抛异常呢，就还需要套⼀层捕获释放逻辑，这⾥更好解决⽅案 
	// 是智能指针，否则代码太戳了 
	int* array1 = new int[10];
	int* array2 = new int[10]; // 抛异常呢 
	try
	{
		int len, time;
		cin >> len >> time;
		cout << Divide(len, time) << endl;
	}
	catch (...)
	{
		cout << "delete []" << array1 << endl;
		cout << "delete []" << array2 << endl;
		delete[] array1;
		delete[] array2;
		throw; // 异常重新抛出，捕获到什么抛出什么 
	}
	// ...
	cout << "delete []" << array1 << endl;
	delete[] array1;
	cout << "delete []" << array2 << endl;
	delete[] array2;
}
int main()
{
	try
	{
		Func();
	}
	catch (const char* errmsg)
	{
		cout << errmsg << endl;
	}
	catch (const exception& e)
	{
		cout << e.what() << endl;
	}
	catch (...)
	{
		cout << "未知异常" << endl;
	}
	return 0;
}

2 ~> RAII和智能指针的设计思路

2.1 理论：RAII

RAll是ResourceAcquisition Is Initialization的缩写，他是一种管理资源的类的设计思想，本质是一种利用对象生命周期来管理获取到的动态资源，避免资源泄漏，这里的资源可以是内存、文件指针、网络连接、互斥锁等等。RAII在获取资源时把资源委托给一个对象，接着控制对资源的访问，资源在对象的生命周期内始终保持有效，最后在对象析构的时候释放资源，这样保障了资源的正常释放，避免资源泄漏问题。

智能指针类除了满足RAII的设计思路，还要方便资源的访问------所以智能指针类还会像迭代器类一样------ 要
重载operator*/operator->/operator[ ]等运算符，方便访问资源。

2.2 最佳实践

cpp 复制代码 
template<class T>
class SmartPtr
{
public:
	// RAII
	SmartPtr(T* ptr)
		:_ptr(ptr)
	{
	}
	~SmartPtr()
	{
		cout << "delete[] " << _ptr << endl;
		delete[] _ptr;
	}
	// 重载运算符，模拟指针的⾏为，⽅便访问资源 
	T& operator*()
	{
		return *_ptr;
	}
	T* operator->()
	{
		return _ptr;
	}
	T& operator[](size_t i)
	{
		return _ptr[i];
	}
private:
	T* _ptr;
};
double Divide(int a, int b)
{
	// 当b == 0时抛出异常 
	if (b == 0)
	{
		throw "Divide by zero condition!";
	}
	else
	{
		return (double)a / (double)b;
	}
}
void Func()
{
	// 这⾥使⽤RAII的智能指针类管理new出来的数组以后，程序简单多了 
	SmartPtr<int> sp1 = new int[10];
	SmartPtr<int> sp2 = new int[10];

	for (size_t i = 0; i < 10; i++)
	{
		sp1[i] = sp2[i] = i;
	}
	int len, time;
	cin >> len >> time;
	cout << Divide(len, time) << endl;
}

int main()
{
	try
	{
		Func();
	}
	catch (const char* errmsg)
	{
		cout << errmsg << endl;
	}
	catch (const exception& e)
	{
		cout << e.what() << endl;
	}
	catch (...)
	{
		cout << "未知异常" << endl;
	}
	return 0;
}

2.3 实践RAII：核心思想

3 ~> C++标准库智能指针的使用

3.1 理论

C++标准库中的智能指针都在这个头文件下面，我们包含就可以是使用了，智能指针有好几种，除了weak_ptr他们都符合RAll和像指针一样访问的行为，原理上而言主要是解决智能指针拷贝时的思路不同。

std::auto_ptr是C++98时设计出来的智能指针，他的特点是拷贝时把被拷贝对象的资源的管理权转移给拷贝对象，这是一个非常糟糕的设计，因为它会导致被拷贝对象悬空、访问报错的问题，C++11设计出新的智能指针后，强烈建议不要使用auto_ptr。其他C++11出来之前很多公司也是明令禁止使用这个智能指针的（太飞舞了，这个auto_ptr出来的时候被骂惨了）。

std::unique_ptr是C++11设计出来的智能指针，他的名字翻译出来是唯一指针，他的特点的不支持拷贝，只支持移动。如果不需要拷贝的场景就非常建议使用他。

std::shared_ptr是C++11设计出来的智能指针，他的名字翻译出来是共享指针，他的特点是支持拷贝，也支持移动。如果需要拷贝的场景就需要使用他了。底层是用引用计数的方式实现的。

std::weak_ptr是C++11设计出来的智能指针，他的名字翻译出来是弱指针，他完全不同于上面的智能指针，他不支持RAll，也就意味着不能用它直接管理资源，weak_ptr的产生本质是要解决shared_ptr的一个循环引用导致内存泄漏的问题。具体细节下面我们再细讲。

智能指针析构时默认是进行delete释放资源，这也就意味着如果不是new出来的资源，交给智能指针管理，析构时就会崩溃。智能指针支持在构造时给一个删除器，所谓删除器本质就是一个可调用对象，这个可调用对象中实现你想要的释放资源的方式，当构造智能指针时，给了定制的删除器，在智能指针析构时就会调用删除器去释放资源。因为new[]经常使用，所以为了简洁一点，unique_ptr和shared_ptr都特化了一份[]的版本，使用时

cpp 复制代码 
unique_ptr<Date[]>upl(newDate[5]);shared_ptr<Date[]>sp1(newDate[5])；

就可以管理new[]的资源。

cpp 复制代码 
template <class T,class...Args> shared_ptr<T>make_shared(Args&&... args)；

shared_ptr除了支持用指向资源的指针构造，还支持make_shared用初始化资源对象的值直接构造。

shared_ptr和unique_ptr都支持了operator bool的类型转换，如果智能指针对象是一个空对象没有管理资源，则返回false，否则返回true，意味着我们可以直接把智能指针对象给if判断是否为空。

shared_ptr和unique_ptr都得构造函数都使用explicit 修饰，防止普通指针隐式类型转换成智能指针对象。

3.2 最佳实践

cpp 复制代码 
struct Date
{
	int _year;
	int _month;
	int _day;
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
		:_year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{
	}
	~Date()
	{
		cout << "~Date()" << endl;
	}
};

int main()
{
	auto_ptr<Date> ap1(new Date);
	// 拷贝时，管理权限转移，被拷贝对象ap1悬空 
	auto_ptr<Date> ap2(ap1);
	// 空指针访问，ap1对象已经悬空 
	//ap1->_year++;
	unique_ptr<Date> up1(new Date);
	// 不支持拷贝 
	//unique_ptr<Date> up2(up1);
	// 支持移动，但是移动后up1也悬空，所以使用移动要谨慎 
	unique_ptr<Date> up3(move(up1));
	shared_ptr<Date> sp1(new Date);
	// 支持拷贝 
	shared_ptr<Date> sp2(sp1);
	shared_ptr<Date> sp3(sp2);
	cout << sp1.use_count() << endl;
	sp1->_year++;
	cout << sp1->_year << endl;
	cout << sp2->_year << endl;
	cout << sp3->_year << endl;
	// 支持移动，但是移动后sp1也悬空，所以使用移动要谨慎 
	shared_ptr<Date> sp4(move(sp1));

	return 0;
}


下一个大的模块，艾莉丝会实现一下shared_ptr的底层，方便uu们理解智能指针，shared_ptr是需要手撕的！很多公司的面试会让你现场手撕一下shared_ptr，要作为重点掌握。

cpp 复制代码 
template<class T>
void DeleteArrayFunc(T* ptr)
{
	delete[] ptr;
}

template<class T>
class DeleteArray
{
public:
	void operator()(T* ptr)
	{
		delete[] ptr;
	}
};

class Fclose
{
public:
	void operator()(FILE* ptr)
	{
		cout << "fclose:" << ptr << endl;
		fclose(ptr);
	}
};

int main()
{
	// 这样实现程序会崩溃 
	// unique_ptr<Date> up1(new Date[10]);
	// shared_ptr<Date> sp1(new Date[10]);
	// 解决方案1 
	// 因为new[]经常使用，所以unique_ptr和shared_ptr 
	// 实现了⼀个特化版本，这个特化版本析构时用的delete[] 
	unique_ptr<Date[]> up1(new Date[5]);
	shared_ptr<Date[]> sp1(new Date[5]);
	// 解决方案2 

	// 仿函数对象做删除器 
	//unique_ptr<Date, DeleteArray<Date>> up2(new Date[5], DeleteArray<Date>());
	// unique_ptr和shared_ptr支持删除器的方式有所不同 
	// unique_ptr是在类模板参数支持的，shared_ptr是构造函数参数支持的 
	// 这里没有使用相同的方式还是挺坑的 
	// 使用仿函数unique_ptr可以不在构造函数传递，因为仿函数类型构造的对象直接就可以调用 
	// 但是下面的函数指针和lambda的类型不可以 
	unique_ptr<Date, DeleteArray<Date>> up2(new Date[5]);
	shared_ptr<Date> sp2(new Date[5], DeleteArray<Date>());

	// 函数指针做删除器  
	unique_ptr<Date, void(*)(Date*)> up3(new Date[5], DeleteArrayFunc<Date>);
	shared_ptr<Date> sp3(new Date[5], DeleteArrayFunc<Date>);
	// lambda表达式做删除器 
	auto delArrOBJ = [](Date* ptr) {delete[] ptr; };
	unique_ptr<Date, decltype(delArrOBJ)> up4(new Date[5], delArrOBJ);
	shared_ptr<Date> sp4(new Date[5], delArrOBJ);
	// 实现其他资源管理的删除器 
	shared_ptr<FILE> sp5(fopen("Test.cpp", "r"), Fclose());
	shared_ptr<FILE> sp6(fopen("Test.cpp", "r"), [](FILE* ptr) {
		cout << "fclose:" << ptr << endl;
		fclose(ptr);
	});

	return 0;
}

4 ~> 智能指针原理

4.1 理论

下面我们模拟实现了auto_ptr和unique_ptr的核心功能，这两个智能指针的实现比较简单，uu了解一下原理即可。auto_ptr的思路是拷贝时转移资源管理权给被拷贝对象，这种思路是不被认可的，也不建议使用。unique_ptr的思路是不支持拷贝。


大家重点要看看shared_ptr是如何设计的，尤其是引用计数的设计，主要这里一份资源就需要一个引用计数，所以引用计数才用静态成员的方式是无法实现的，要使用堆上动态开辟的方式，构造智能指针对象时来一份资源，就要new一个引用计数出来。多个shared_ptr指向资源时就++引用计数，shared_ptr对象析构时就减减引用计数，引用计数减到o时代表当前析构的shared_ptr是最后一个管理资源的对象，则析构资源。

我们实现一下------


5 ~> 循环引用问题：shared_ptr和weak_ptr

5.1 循环引用问题：shared_ptr

5.1.1

shared_ptr大多数情况下管理资源非常合适，支持RAll，也支持拷贝。但是在循环引用的场景下会导致资源没得到释放内存泄漏，所以我们要认识循环引用的场景和资源没释放的原因，并且学会使用weak_ptr解决这种问题。

如下图所述场景，n1和n2析构后，管理两个节点的引用计数减到1

循环引用问题：死循环------

1、右边的节点什么时候释放呢，左边节点中的_next管着呢，_next析构后，右边的节点就释放了。

2、_next什么时候析构呢，_next是左边节点的的成员，左边节点释放，_next就析构了。

3、左边节点什么时候释放呢，左边节点由右边节点中的_prev管着呢，_prev析构后，左边的节点就释放了。

4、_prev什么时候析构呢，_prev是右边节点的成员，右边节点释放，_prev就析构了。

至此逻辑上成功形成回旋镖似的循环引用（死扣），谁都不会释放就形成了循环引用，导致内存泄漏把ListNode结构体中的_next和_prev改成weak_ptr，weak_ptr绑定到shared_ptr时不会增加它的引用计数，_next和_prev不参与资源释放管理逻辑，就成功打破了循环引用，解决了这里的问题。


5.2 weak_ptr

链接：weak_ptr

5.2.1 理论

weak_ptr不支持RAll，也不支持访问资源，所以看文档的时候我们发现weak_ptr构造时不支持绑定到资源，只支持绑定到shared_ptr，绑定到shared_ptr时，不增加shared_ptr的引用计数（这个很关键），那么就可以解决上述的循环引用问题。

weak_ptr也没有重载operator*和operator->等，因为它不参与资源管理，那么如果它绑定的shared_ptr已经释放了资源，那么他去访问资源就是很危险的。weak_ptr支持expired检查指向的资源是否过期，use_count也可获取shared_ptr的引用计数，weak_ptr想访问资源时，可以调用lock返回一个管理资源的shared_ptr，如果资源已经被释放，返回的shared_ptr是一个空对象，如果资源没有释放，则通过返回的shared_ptr访问资源是安全的。

5.2.2 底层

weak_ptr结构我们简单来看一下------

5.2.3 应用场景

cpp 复制代码 
int main()
{
	std::shared_ptr<string> sp1(new string("111111"));
	std::shared_ptr<string> sp2(sp1);
	std::weak_ptr<string> wp = sp1;
	cout << wp.expired() << endl;
	cout << wp.use_count() << endl;
	// sp1和sp2都指向了其他资源，则weak_ptr就过期了 
	sp1 = make_shared<string>("222222");
	cout << wp.expired() << endl;
	cout << wp.use_count() << endl;
	sp2 = make_shared<string>("333333");
	cout << wp.expired() << endl;
	cout << wp.use_count() << endl;
	wp = sp1;
	//std::shared_ptr<string> sp3 = wp.lock();
	auto sp3 = wp.lock();
	cout << wp.expired() << endl;
	cout << wp.use_count() << endl;
	*sp3 += "###";
	cout << *sp1 << endl;

	return 0;
}

其它应用的演示------

6 ~> shared_ptr的线程安全问题

6.1 说明

【shared_ptr的线程安全问题】这个模块可以在Linux学完【多线程】之后再来看，就很明白了。

6.2 理论

shared_ptr的引l用计数对象在堆上，如果多个shared_ptr对象在多个线程中，进行shared_ptr的拷贝析构时会访问修改引用计数，就会存在线程安全问题，所以shared_ptr引用计数是需要加锁或者原子操作保证线程安全的。

shared_ptr指向的对象也是有线程安全的问题的，但是这个对象的线程安全问题不归shared_ptr管，它也管不了，应该有外层使用shared_ptr的人进行线程安全的控制。

下面的程序会崩溃或者A资源没释放，bit:shared_ptr引l用计数从int*改成atomic*就可以保证引用计数的线程安全问题，或者使用互斥锁加锁也可以。

6.3 示例

cpp 复制代码 
struct AA
{
	int _a1 = 0;
	int _a2 = 0;
	~AA()
	{
		cout << "~AA()" << endl;
	}
};

int main()
{
	jqj::shared_ptr<AA> p(new AA);
	const size_t n = 100000;
	mutex mtx;
	auto func = [&]()
		{
			for (size_t i = 0; i < n; ++i)
			{
				// 这里智能指针拷贝会++计数 
				jqj::shared_ptr<AA> copy(p);
				{
					unique_lock<mutex> lk(mtx);
					copy->_a1++;
					copy->_a2++;
				}
			}
		};

		thread t1(func);
		thread t2(func);
		t1.join();
		t2.join();
		cout << p->_a1 << endl;
		cout << p->_a2 << endl;
		cout << p.use_count() << endl;

	return 0;
}

7 ~> 历史发展：C++11和boost中智能指针的关系

Boost库是为C++语言标准库提供扩展的一些C++程序库的总称，Boost社区建立的初衷之一就是为C++的标准化工作提供可供参考的实现，Boost社区的发起人Dawes本人就是C++标准委员会的成员之一。在Boost库的开发中，Boost社区也在这个方向上取得了丰硕的成果，C++11及之后的新语法和库有很多都是从Boost中来的（直接借鉴）。

C++98中产生了第一个智能指针auto_ptr（飞舞智能指针）。

C++ Boost给出了更实用的scoped_ptr / scoped_array和shared_ptr/shared_array和weak_ptr等。

C++TR1，引入了shared_ptr等，不过注意的是TR1并不是标准版。

C++11，引入了unique_ptr和shared_ptr和weak_ptr。需要注意的是unique_ptr对应boost的scoped_ptr（除了unique_ptr，其它都没有换名字），以及Boost的 [ ] 没有采取特化。并且，这些智能指针的实现原理是参考boost中的实现的。

8 ~> 内存泄漏问题

8.1 什么是内存泄漏，内存泄漏的危害

8.1.1 理论：什么是内存泄漏？

什么是内存泄漏：内存泄漏指因为疏忽或错误造成程序未能释放已经不再使用的内存，一般是忘记释放或者发生异常释放程序未能执行导致的。内存泄漏并不是指内存在物理上的消失，而是应用程序分配某段内存后，因为设计错误，失去了对该段内存的控制，因而造成了内存的浪费。

内存泄漏的危害：普通程序运行一会就结束了出现内存泄漏问题也不大，进程正常结束，页表的映射关系解除，物理内存也可以释放。长期运行的程序出现内存泄漏，影响很大，如操作系统、后台服务、长时间运行的客户端等等，不断出现内存泄漏会导致可用内存不断变少，各种功能响应越来越慢，最终卡死。

对于大型的APP来说，这个就属于是事故了。

8.1.2 内存泄漏的危害

如下图所示------

8.2 如何检测内存泄漏（了解一下）？

艾莉丝这里给大家推荐两篇博客，uu们简单了解一下 不同操作系统下然后检测内存泄漏------

linux下内存泄漏检测：Linux下几款C++程序中的内存泄露检查工具

windows下使用第三方工具：windows下的内存泄露检测工具VLD使用

8.3 如何避免内存泄漏

工程前期良好的设计规范，养成良好的编码规范，申请的内存空间记着匹配的去释放。ps：这个理想状态。但是如果碰上异常时，就算注意释放了，还是可能会出问题。需要下一条智能指针来管理才有保证。

尽量使用智能指针来管理资源，如果自己场景比较特殊，采用RAII思想自己造个轮子管理。定期使用内存泄漏工具检测，尤其是每次项目快上线前，不过有些工具不够靠谱，或者是收费。

总结一下： 内存泄漏非常常见，解决方案分为两种------

C++11完整代码示例与实践演示

Test.cpp：

cpp 复制代码 
#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS  1
#include<iostream>
using namespace std;

template<class T>
class SmartPtr
{
public:
	// RAII：核心思想
	SmartPtr(T* ptr)
		:_ptr(ptr)
	{ }

	~SmartPtr()
	{
		cout << "delete []:" << _ptr << endl;
		delete[] _ptr;
	}

	T& operator*()
	{
		return *_ptr;
	}

	T* operator->()
	{
		return _ptr;
	}

	T& operator[](size_t i)
	{
		return _ptr[i];
	}

private:
	T* _ptr;
};

//int main()
//{
//	SmartPtr<int> sq1 = new int[5] {1, 2, 3, 4, 5};
//	*sq1 += 1;
//	sq1[2] += 1;
//
//	SmartPtr<pair<int, int>>sq2 = new pair<int, int>[2];
//	sq2->first = 1;
//	sq2->second = 1;
//
//	return 0;
//}
//
//// delete[]:000001ED609DA850
//// delete[] : 000001ED609DA490

double Divide(int a, int b)
{
	// 当b == 0时抛出异常
	if (b == 0)
	{
		throw "Divide by zero condition!";
	}
	else
	{
		return (double)a / (double)b;
	}
}

void Func()
{
	SmartPtr<int>sq1 = new int[10];
	SmartPtr<int>sq2 = new int[10];

	int len, time;
	cin >> len >> time;
	cout << Divide(len, time) << endl;
}

//int main()
//{
//	try 
//	{
//		Func();
//	}
//	catch (const char* errsmg)
//	{
//		cout << errsmg << endl;
//	}
//	catch (const exception& e)
//	{
//		cout << e.what() << endl;
//	}
//	catch (...)
//	{
//		cout << "未知异常" << endl;
//	}
//
//	return 0;
//}

#include<memory>

class A
{
public:
	A(int a1 = 1,int a2 = 1)
		:_a1(a1)
		,_a2(a2)
	{
		cout << "A()" << endl;
	}

	~A()
	{
		cout << "~A()" << endl;
	}

	int _a1 = 1;
	int _a2 = 1;
};

//int main()
//{
//	// 拷贝对象存在问题
//	SmartPtr<int> sp1 = new int[10];
//	SmartPtr<int> sp2(sp1);
//	
//	auto_ptr<A> ap1(new A);
//	ap1->_a1++;
//
//	// 管理全转移，ap1悬空
//	auto_ptr<A> ap2(ap1);	// 报错
//	ap1->_a1++;
//
//	unique_ptr<A> up1(new A);
//	// 不允许拷贝
//	//unique_ptr<A> up2(up1);	// 可以移动
//	up1->_a1++;
//
//	up1.release();
//
//	//if(up1)
//	if (up1.operator bool())
//	{
//		cout << "up1不为空" << endl;
//	}
//	else
//	{
//		cout << "up1为空" << endl;
//	}
//
//	shared_ptr<A> sp1(new A);
//	// 支持拷贝
//	shared_ptr<A> sp2(sp1);	// 拷贝对象存在问题
//	sp1->_a1++;
//
//	return 0;
//}

#include<functional>
#include<atomic>

namespace jqj	// 和库里面的隔离开
{
	template<class T>
	class shared_ptr
	{
	public:
		explicit shared_ptr(T* ptr = nullptr)
			:_ptr(ptr)
			//,_pcount(new int(1))
			,_pcount(new atomic<int>(1))
		{ }

		//template<class D>
		//explicit shared_ptr(T* ptr, D del)
		//	:_ptr(ptr)
		//	, _pcount(new std::atomic<int>(1))  // 这里也要修复
		//	, _del(del)
		//{}

		// RAII
		template<class D>
		explicit shared_ptr(T* ptr,D del)
			:_ptr(ptr)
			,_pcount(new std::atomic<int>(1))
			,_del(del)
		{ }

		~shared_ptr()
		{
			// 引用计数减到0，说明最后一个管理智能指针对象，要释放资源
			release();
		}

		shared_ptr(const shared_ptr& sp)
			:_ptr(sp._ptr)
			, _pcount(sp._pcount)
		{
			// ++计数
			++(*_pcount);
		}

		void release()
		{
			if (--(*_pcount) == 0)
			{
				//cout << "delete []:" << _ptr << endl;
				//delete _ptr;
				_del(_ptr);

				delete _pcount;
			}
		}

		// sp1 = sp3
		shared_ptr& operator=(const shared_ptr& sp)
		{
			//if (this != &sp)
			if (_ptr != sp._ptr)
			{
				release();

				_ptr = sp._ptr;
				_pcount = sp._pcount;
				++(*_pcount);
			}

			return *this;
		}

		T* get() const
		{
			return _ptr;
		}

		int use_count()
		{
			return *_pcount;
		}

		T& operator*()
		{
			return *_ptr;
		}

		T* operator->()
		{
			return _ptr;
		}

		T& operator[](size_t i)
		{
			return _ptr[i];
		}

	private:
		T* _ptr;
		//int* _pcount;	// 引用计数
		std::atomic<int>* _pcount;

		function<void(T*)> _del = [](T* ptr) {delete ptr; };
	};

	template<class T>
	class weak_ptr
	{
	public:
		weak_ptr()
		{ }

		weak_ptr(const shared_ptr<T>& sp)
			:_ptr(sp.get())
		{ }

		// 不参与资源的管理

	private:
		T* _ptr = nullptr;
		// int* _pcount;
	};
}

//int main()
//{
//	jqj::shared_ptr<A>sp1(new A);
//	jqj::shared_ptr<A>sp2(sp1);
//	sp1 = sp1;
//	sp1 = sp2;
//
//	jqj::shared_ptr<A>sp3(new A);
//
//	sp1 = sp3;
//}
//// A()
//// A()
//// ~A()
//// ~A()

template<class T>
void DeleteArrayFunc(T* ptr)
{
	delete[] ptr;
}

template<class T>
class DeleteArray
{
public:
	void operator()(T* ptr)
	{
		delete[] ptr;
	}
};

//int main()
//{
//	// 定制删除器
//	jqj::shared_ptr<A> sp1(new A[10], DeleteArray<A>());	// 仿函数
//	jqj::shared_ptr<A> sp2(new A[10], DeleteArrayFunc<A>);	// 函数指针
//
//	//// 推荐
//	//jqj::shared_ptr<A> sp3(new A[10], [](A* ptr) {delete[] ptr; });	// lambda
//	//jqj::shared_ptr<FILE> sp4(fopen("Test.cpp", "r"), [](FILE* ptr) {fclose(ptr); });
//	//jqj::shared_ptr<A> sp5(new A);
//
//	//// 删除器的位置是不一样的，shared_ptr在构造函数参数，unique_ptr类模板的参数
//	//std::unique_ptr<A, DeleteArray<A>> up1(new A[10]);	// 仿函数
//	//std::unique_ptr<A, void(*)(A*)> up2(new A[10], DeleteArrayFunc<A>);	// 函数指针
//	//auto del = [](A* ptr) {delete[] ptr; };
//	//std::unique_ptr<A, decltype(del)>up3(new A[10], del);	// lambda
//
//	// 更简洁的方式
//	std::shared_ptr<A[]> sp10(new A[10]);
//	std::unique_ptr<A[]> up10(new A[10]);
//
//	auto sp11 = make_shared<A>(1, 1);
//
//	return 0;
//}
//// 循环中止
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()
////~A()

struct ListNode
{
	int _data;
	//jqj::shared_ptr<ListNode> _next;
	//jqj::shared_ptr<ListNode> _prev;
	jqj::weak_ptr<ListNode> _next;
	jqj::weak_ptr<ListNode> _prev;
	//ListNode* _next;
	//ListNode* _prev;

	~ListNode()
	{
		cout << "~ListNode()" << endl;
	}
};

//int main()
//{
//	// 循环引用 --> 内存泄漏
//	jqj::shared_ptr<ListNode> n1(new ListNode);
//	jqj::shared_ptr<ListNode> n2(new ListNode);
//	cout << n1.use_count() << endl;
//	cout << n2.use_count() << endl;
//
//	n1->_next = n2;
//	n2->_prev = n1;
//
//	cout << n1.use_count() << endl;
//	cout << n2.use_count() << endl;
//
//	return 0;
//}
//// 1
//// 1
//// 1
//// 1
//// ~ListNode()
//// ~ListNode()

//int main()
//{
//	// 循环引用 --> 内存泄漏
//	std::shared_ptr<string> sp1(new string("111111111"));
//	std::shared_ptr<string> sp2(sp1);
//
//	std::weak_ptr<string> wp = sp1;
//	cout << wp.expired() << endl;
//	cout << wp.use_count() << endl;
//
//	// sp1和sp2都指向了其他资源，则weak_ptr就过期了
//	sp1 = make_shared<string>("222222");
//	cout << wp.expired() << endl;
//	cout << wp.use_count() << endl << endl;
//
//	// 没有过期，通过lock拷贝一个shared_ptr来访问资源
//	if (!wp.expired())
//	{
//		auto sp = wp.lock();
//		cout << wp.expired() << endl;
//		cout << wp.use_count() << endl << endl;
//		*sp += "xxxxxxxxxxxxx";
//	}
//
//	sp2 = make_shared<string>("33333333");
//	cout << wp.expired() << endl;
//	cout << wp.use_count() << endl << endl;
//
//	return 0;
//}
//// 0
//// 2
//// 0
//// 1
//// 
//// 0
//// 2
//// 
//// 1
//// 0

// --------------内存释放的危害-------------

int main()
{
	// 申请一个1G未释放，这个程序多次运行也没啥危害
	// 因为程序马上就结束，进程结束之后各种资源也就回收了
	char* ptr = new char[1024 * 1024 * 1024];
	cout << (void*)ptr << endl;
	
	return 0;
}
// 000001C68000B070

结尾

uu们，本文的内容到这里就全部结束了，艾莉丝再次感谢您的阅读！

结语：希望对学习C++相关内容的uu有所帮助，不要忘记给博主"一键四连"哦！

往期回顾：

【C++：异常】C++ 异常处理完全指南：从理论到实践，深入理解栈展开与最佳实践

🗡博主在这里放了一只小狗，大家看完了摸摸小狗放松一下吧！🗡 ૮₍ ˶ ˊ ᴥ ˋ˶₎ა

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