`std::shared_ptr` — это умный указатель, который обеспечивает автоматическое управление ресурсом через механизм подсчёта ссылок. Каждый раз, когда новый указатель создается и указывает на уже управляемый объект, счетчик ссылок увеличивается. Когда указатель уничтожается или его значение изменяется таким образом, что он перестает указывать на объект, счетчик ссылок уменьшается. Когда счетчик достигает нуля, объект удаляется. Этот механизм помогает избежать утечек памяти и гарантирует, что объекты будут освобождены корректно и в подходящее время.

Принцип работы:

1. Инициализация и копирование:

• При создании первого указателя, который владеет объектом, создается "контрольный блок". Этот блок содержит счетчик ссылок и, опционально, счетчик слабых ссылок (`weak_ptr`). Счетчик ссылок инициализируется значением 1.
• Когда другие указатели копируются из существующего `shared_ptr` или присваиваются его значение, они увеличивают счетчик ссылок контрольного блока.

2. Уничтожение и присваивание:

• Каждый раз, когда он уничтожается (например, когда он выходит из области видимости) или ему присваивается новое значение (например, другой `shared_ptr` или `nullptr`), счетчик ссылок уменьшается.
• Если счетчик ссылок достигает нуля, это означает, что больше нет `shared_ptr`, указывающих на объект, и объект удаляется. Если были захвачены другие ресурсы, такие как динамически выделенная память или системные ресурсы, они тоже освобождаются.

3. Использование с `weak_ptr`:

• Это сопутствующий тип умного указателя, который можно использовать для наблюдения за объектом, на который указывает `shared_ptr`, без увеличения счетчика ссылок.
• Контрольный блок содержит отдельный счетчик для слабых ссылок, который увеличивается и уменьшается независимо от основного счетчика ссылок. Объект остается живым до тех пор, пока существует хотя бы один `shared_ptr`. Когда последний `shared_ptr` уничтожается, объект удаляется, но сам контрольный блок остается в памяти до тех пор, пока существуют `weak_ptr`, ссылающиеся на него.

```cpp
#include <iostream>
#include <memory>

int main() {
    auto sp1 = std::make_shared<int>(10); // Счетчик ссылок = 1
    {
        std::shared_ptr<int> sp2 = sp1; // Счетчик ссылок = 2
        std::cout << "Count after sp2 creation: " << sp2.use_count() << std::endl;
    } // Счетчик ссылок = 1, sp2 уничтожен
    std::cout << "Count after sp2 destruction: " << sp1.use_count() << std::endl;
}
```

В этом примере видно, как изменяется счетчик ссылок при создании и уничтожении `shared_ptr`.

Механизм счетчика ссылок в `shared_ptr` является ключевым для управления жизненным циклом объектов, предотвращая утечки памяти и облегчая разработку программ за счет автоматизации управления ресурсами.

May 24, 2024, easyoffer