std::shared_ptr<IProtocol>用法

### std::shared_ptr<IProtocol> 的使用方法 `std::shared_ptr<IProtocol>` 是 C++ 标准库中的一种智能指针，用于管理动态分配的对象 `IProtocol`。通过引用计数机制，它可以自动释放不再使用的资源，从而避免手动调用 `delete` 导致的潜在错误。 以下是关于 `std::shared_ptr<IProtocol>` 的具体使用方法及其示例： #### 创建和初始化 可以通过多种方式创建 `std::shared_ptr<IProtocol>` 对象。最常用的方式是利用 `std::make_shared<T>()` 函数来构造对象并返回对应的 `std::shared_ptr` 实例[^1]。 ```cpp #include <iostream> #include <memory> class IProtocol { public: virtual ~IProtocol() {} virtual void communicate() const = 0; }; class ConcreteProtocol : public IProtocol { public: void communicate() const override { std::cout << "Concrete protocol communication." << std::endl; } }; int main() { // 使用 make_shared 构造 shared_ptr 并指向 ConcreteProtocol 类型的对象 std::shared_ptr<IProtocol> sptr = std::make_shared<ConcreteProtocol>(); if (sptr) { sptr->communicate(); // 输出: Concrete protocol communication. } return 0; } ``` 上述代码展示了如何定义接口类 `IProtocol` 及其实现类 `ConcreteProtocol`，并通过 `std::make_shared` 方法创建了一个共享指针实例 `sptr`，该实例指向一个具体的协议实现对象。 #### 复制与赋值 当复制或赋值给另一个 `std::shared_ptr` 时，两个指针将共同拥有同一个底层对象，并且引用计数会相应增加[^2]。 ```cpp // 声明第二个 shared_ptr 并将其设置为等于第一个 shared_ptr std::shared_ptr<IProtocol> another_sptr = sptr; if (another_sptr && sptr) { another_sptr->communicate(); // 输出相同的结果 } // 此处 two shared_ptrs 都有效，直到它们超出范围为止 ``` 一旦所有的 `std::shared_ptr` 实例都超出了作用域或者被重置为空，则底层数组会被销毁以防止内存泄露[^4]。 #### 结合 weak_ptr 使用场景分析 尽管 `std::shared_ptr` 提供了强大的功能，但在某些情况下可能会引发循环引用问题，进而造成无法预期的行为甚至程序崩溃。此时可以引入 `std::weak_ptr` 来打破这种依赖关系[^3]。 下面是一个简单的例子展示如何在多线程环境中安全地使用 `std::shared_ptr` 和 `std::weak_ptr`: ```cpp #include <thread> #include <vector> #include <mutex> #include <queue> #include <memory> #include <atomic> struct Event {}; using TaskQueue = std::queue<std::pair<Event, std::weak_ptr<void>>>; TaskQueue tasks_; std::mutex mtx_; void producer(std::shared_ptr<void> data) { std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx_); tasks_.emplace(Event{}, data); } bool consumer() { std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx_); if (!tasks_.empty()) { auto task = tasks_.front(); tasks_.pop(); if(auto locked_data = task.second.lock()){ // Process the event with valid shared pointer... return true; }else{ // The object has been destroyed already. return false; } } return false; } ``` 此片段模拟了一种生产者-消费者的模式，在其中运用到了弱智针(`std::weak_ptr`)去跟踪强智针(`std::shared_ptr`)所控制的生命期，以此预防可能存在的竞争条件以及悬空指针风险。 ---