【C++】使用 std::shared_ptr 导致的循环引用问题
1. 问题描述
当两个或多个std::shared_ptr相互持有对方，形成了一个闭环，那么即使这些对象已经不再被程序其他部分直接使用，它们的引用计数也不会降为零。因此，这些对象不会被自动释放，从而导致内存泄漏。
2. 示例
如例子，a和b离开作用域，但因为循环引用，它们不会被销毁
class ClassA;
class ClassB;
class ClassA {
public:
std::shared_ptr<ClassB> ptrB;
};
class ClassB {
public:
std::shared_ptr<ClassA> ptrA;
};
int main() {
auto a = std::make_shared<ClassA>();
auto b = std::make_shared<ClassB>();
// 形成循环引用
a->ptrB = b;
b->ptrA = a;
// a和b离开作用域，但因为循环引用，它们不会被销毁
return 0;
}
3. 解决
使用std::weak_ptr
std::weak_ptr是一种不增加引用计数的智能指针，它持有一个非拥有（non-owning）的引用。在上述例子中，可以将一个方向的std::shared_ptr替换为std::weak_ptr，以打破循环引用。
class ClassA {
public:
std::shared_ptr<ClassB> ptrB;
};
class ClassB {
public:
std::weak_ptr<ClassA> ptrA; // 修改为weak_ptr
};
4. 其他
重新设计数据结构
从根本上重新考虑对象之间的所有权关系，尽量避免不必要的相互引用，或者调整设计使得引用关系成为有向无环图(DAG)。
手动管理生命周期
在某些情况下，可能需要手动控制对象的生命周期，比如使用原始指针并在不再需要时显式地删除对象，但这通常不推荐，因为它增加了内存泄漏的风险。
使用std::unique_ptr
如果可能，使用std::unique_ptr来确保对象有唯一的拥有者，这样就不可能形成循环引用。但这通常需要更大幅度的设计调整。
总结
循环引用问题，特别是在使用智能指针时。通过合理使用std::weak_ptr、优化数据结构设计、以及谨慎选择智能指针类型，可以有效避免这一问题，保证程序的内存管理正确无误。
原文地址：https://blog.csdn.net/LABLENET/article/details/138258090
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