愛在花開的季節 发表于 2025-3-17 21:06:27

【c++】【智能指针】什么情况下不得当智能指针

【c++】【智能指针】什么情况下不得当智能指针
1. 性能开销

大多数场景下用到的都是 unique_ptr


[*]代表的是专属所有权,即由 unique_ptr 管理的内存,只能被一个对象持有。
[*]unique_ptr 不支持复制和赋值
[*]unique_ptr 在默认情况下和裸指针的大小是一样的。以是内存上没有任何的额外消耗,性能是最优的
shared_ptr:共享所有权


[*]使用 shared_ptr 之前应该考虑,是否真的必要使用 shared_ptr, 而非 unique_ptr。
[*]shared_ptr 代表的是共享所有权,即多个 shared_ptr 可以共享同一块内存。
[*]shared_ptr 是支持复制的。
[*]shared_ptr性能开销更大,内存占用是裸指针的两倍。由于除了要管理一个裸指针外,还要维护一个引用计数。
因此相比于 unique_ptr, shared_ptr 的内存占用更高
std::shared_ptr 的引用计数机制会引入额外的性能开销,
std::unique_ptr 性能更接近裸指针,但在某些场景下仍存在额外的构造、析构或转移开销。
2. 不得当所有场景



[*]智能指针主要管理堆内存,对栈上对象、全局对象或静态对象无效。
[*]对于某些短生命周期的局部变量,栈分配更高效,无需使用智能指针。
void func() {
    int a = 10;// 栈上对象,生命周期由作用域自动管理,使用智能指针反而增加不必要的开销。
}
3. 循环引用题目



[*]std::shared_ptr 存在循环引用的风险,会导致内存走漏。
[*]办理循环引用必要使用 std::weak_ptr,但引入 weak_ptr 也会增长代码复杂度。
   示例:循环引用导致的内存走漏
#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;

struct B;// 前向声明

struct A {
    shared_ptr<B> ptr;// A指向B
    ~A() { cout << "A 被销毁" << endl; }
};

struct B {
    shared_ptr<A> ptr;// B指向A
    ~B() { cout << "B 被销毁" << endl; }
};

int main() {
    auto a = make_shared<A>();
    auto b = make_shared<B>();
    a->ptr = b;
    b->ptr = a;

    // 程序退出时 A 和 B 的析构函数都未调用,发生内存泄漏
    return 0;
}
4. 控制权与机动性



[*]在某些情况下,使用裸指针更直观,尤其当对象的生命周期由其他机制管理时。
[*]智能指针默认会在生命周期竣事时释放资源,若不小心在非预期时间释放,可能引发步调错误。
   示例:部分 C API 要求使用裸指针,如 malloc()、free()、pthread 等。
5. 兼容性



[*]一些 C++ 库和框架可能不兼容智能指针,必要使用裸指针来适配。
6. 代码的可读性和复杂度



[*]滥用智能指针可能会降低代码的可读性,尤其在复杂的条理结构中,明确 shared_ptr、unique_ptr、weak_ptr 之间的关系可能变得困难。

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