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C++11智能指针std::shared_ptr怎么使用std::make_shared提高效率

酷磊同学_8681

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发布时间:2026-09-30 07:57:01

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来源于php中文网

原创

std::make_shared 更高效因仅需一次内存分配,而 shared_ptr(new T) 至少两次(对象+控制块),减少 cache miss;但不支持私有构造、自定义删除器、裸指针包装、数组类型等场景。

c++11智能指针std::shared_ptr怎么使用std::make_shared提高效率

为什么 std::make_shared 比直接构造 std::shared_ptr 更高效

因为 std::make_shared 只做一次内存分配,而 std::shared_ptr(new T(args...)) 至少要分配两次:一次给对象 T,一次给控制块(control block)。控制块里存引用计数、弱引用计数等元数据。两次分配不仅慢,还增加 cache miss 概率,尤其在频繁创建小对象时差异明显。

实操上,只要不是需要自定义删除器或需要从裸指针迁移的场景,都该优先用 std::make_shared。

std::make_shared 不能替代所有 std::shared_ptr 构造场景

以下情况无法用 std::make_shared:

  • T 的构造函数是私有的,且 std::make_shared 无法访问(它不参与类的友元声明)
  • 需要传入自定义删除器,比如 std::shared_ptr<file>(fopen(...), fclose)</file>
  • 已有裸指针,必须包装(例如 C API 返回的指针),此时只能用 std::shared_ptr<t>(raw_ptr, deleter)</t>
  • T 是数组类型(std::shared_ptr<int></int>),std::make_shared 不支持变长数组构造

使用 std::make_shared 时参数转发的细节要注意

std::make_shared 内部用完美转发调用 T 的构造函数,所以传参行为和直接写 new T(...) 一致,但容易忽略隐式转换或临时对象生命周期问题:

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  • 避免传入临时对象的引用(如 std::string&& 参数被转发后,若 T 保存了该引用,会悬垂)
  • 若 T 构造函数有 std::initializer_list 重载,std::make_shared<t>({a,b,c})</t> 会匹配它;但 std::shared_ptr<t>(new T({a,b,c}))</t> 也一样,这点无差异
  • 不支持 explicit 构造函数的隐式转换——这和普通构造一致,不是陷阱,只是需确认是否真要显式调用

性能差异在什么规模下才值得关心

单次调用差异微乎其微,但高频路径(如每帧创建几十个对象的游戏逻辑、网络服务中每个请求分配上下文)下,内存分配次数减半 + 更好的局部性,可带来可观收益。用 perf 或 valgrind --tool=massif 能观察到控制块分配显著减少。

不过,如果 T 本身很大(比如含大数组或缓存),那对象分配开销远超控制块,此时优化重点就该放在对象布局或复用上,而不是纠结 make_shared。

真正容易被忽略的是:即使你写了 std::make_shared,如果后续又用它构造另一个 std::shared_ptr(比如赋值、拷贝、作为参数传入),控制块不会重复分配,但“只分配一次”的优势只体现在首次创建环节。

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