C++如何实现基于引用计数的自定义智能指针-C++-PHP中文网

不能直接用 shared_ptr 而要自己写，是为了控制内存布局、定制释放逻辑、避免 RTTI/异常或理解底层机制；常见坑包括引用计数非原子、析构顺序错乱、weak_ptr 未分离控制块致循环引用无法解除。

c++如何实现基于引用计数的自定义智能指针

为什么不能直接用 `shared_ptr` 而要自己写？

因为你要控制内存布局、定制释放逻辑（比如归还到对象池）、避免 RTTI 或异常（嵌入式/游戏引擎常见），或者单纯为了理解底层机制。自己实现时最常踩的坑是：多线程下引用计数未原子操作、析构顺序错乱、weak_ptr 未分离控制块导致循环引用无法打破。

`std::atomic` 是引用计数的底线要求

即使单线程场景，也建议用 std::atomic ——不是为并发安全，而是防止编译器重排或寄存器优化导致计数“看似更新却没写回”。若用裸 int，在某些优化等级下（如 -O2）可能漏减、重复减，最终提前释放内存。

构造/拷贝时：用 fetch_add(1, std::memory_order_relaxed)
析构/赋值覆盖时：用 fetch_sub(1, std::memory_order_acq_rel)，再判断返回值是否为 1 来决定是否 delete 控制块和托管对象
不要用 ++ 或 -- 运算符重载——它们不保证原子性

控制块必须和托管对象分离，且支持自定义删除器

把引用计数、弱引用计数、删除器、托管对象全塞进同一块内存（即“定制分配”模式）虽省内存，但会破坏 ABI 兼容性，且让 weak_ptr 实现复杂化。更稳妥的做法是：控制块独立分配，内含 T* 和 std::function（或函数指针+void*上下文）。

template<typename t>
struct ControlBlock {
    std::atomic<int> strong_count{1};
    std::atomic<int> weak_count{1};
    T* ptr;
    std::function<void> deleter;
<pre class="brush:php;toolbar:false;">ControlBlock(T* p, std::function<void> d) 
    : ptr(p), deleter(std::move(d)) {}</void>

};

C++14

C++14 对 C++11 的修正与增强版本，适合旧系统维护和较老工具链兼容。

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关键点：deleter 必须能捕获自定义释放逻辑（比如 [](int* p) { my_free(p); }），否则无法替代 shared_ptr 的能力。

析构时机由强引用数决定，但控制块销毁由强+弱引用共同决定

这是最容易混淆的一点：当最后一个 shared_ptr 离开作用域，strong_count 减为 0 → 托管对象被 deleter(ptr) 销毁；但控制块本身仍存在，直到 weak_count 也减为 0（即所有 weak_ptr 也都析构完）。否则 weak_ptr::lock() 无法安全判断对象是否还活着。