C++为什么推荐使用 make_shared 而不是 new 构造 shared_ptr?

大家好，我是小康。

C++为什么推荐使用 make_shared 而不是 new 构造 shared_ptr?

看到这个问题,我想起了之前帮同事定位的一个线上bug。那是一个偶发的内存泄漏,最后追查发现就是因为不当使用shared_ptr(new T())导致的异常安全问题。当时如果用了make_shared,这个bug根本不会出现。

所以今天就系统地聊聊这个看似简单、实则暗藏玄机的话题。

简单说:性能更好、更安全、代码更简洁。

作为一个写了多年C++的老司机,我见过太多因为不理解make_shared和new的区别而踩坑的代码。 下面我会从原理到实践,把这个问题讲透。

一、核心区别:一次分配 vs 两次分配

先上结论:这是最重要的区别。

使用 new 的方式:

std::shared_ptr<Widget>sp(newWidget());

这种方式至少需要两次内存分配:一次为 Widget 对象分配内存,另一次为 shared_ptr 的控制块(存储引用计数等信息)分配内存。

内存布局大概是这样的:

[Widget对象] <--- 第一次分配 ... [控制块(引用计数等)] <--- 第二次分配

使用 make_shared 的方式:

autosp=std::make_shared<Widget>();

make_shared 通常只执行一次内存分配,将对象和控制块放在连续的内存块中。

[控制块 + Widget对象] <--- 一次分配搞定

性能提升有多大?

• 减少一次内存分配/释放操作
• 减少内存碎片
• 提升缓存局部性(控制块和对象在一起,CPU缓存命中率更高)

在高性能场景下,这个差异是相当可观的。如果你的程序频繁创建 shared_ptr,这个优化积累起来效果明显。

二、异常安全性:这个更致命

来看一个经典的坑:

voidprocessWidget(std::shared_ptr<Widget>sp,intpriority);// 调用方式1:使用 new (危险!)processWidget(std::shared_ptr<Widget>(newWidget()),computePriority());// 调用方式2:使用 make_shared (安全)processWidget(std::make_shared<Widget>(),computePriority());

问题出在哪?

在第一种方式中,如果 computePriority() 抛出异常,可能导致内存泄漏。

为什么?因为C++对函数参数的求值顺序是未定义的,可能的执行顺序:

1. new Widget()- 分配内存
2. computePriority()- 抛出异常!
3. std::shared_ptr<Widget>(...)- 永远不会执行

结果:Widget 对象被分配了,但 shared_ptr 还没构造,内存泄漏!

而 make_shared 是异常安全的,因为它在单个操作中完成内存分配和 shared_ptr 构造。

三、代码简洁性

// 繁琐且容易出错std::shared_ptr<SomeVeryLongTypeName>sp1(newSomeVeryLongTypeName(arg1,arg2,arg3));// 简洁优雅autosp2=std::make_shared<SomeVeryLongTypeName>(arg1,arg2,arg3);

不需要重复类型名称,使用auto一步到位。代码可读性和维护性都更好。

四、make_shared 的局限性

当然,make_shared也不是万能的,有几个场景必须用new:

1. 需要自定义删除器

// make_shared 不支持自定义删除器autosp=std::shared_ptr<FILE>(fopen("file.txt","r"),&fclose);

2. 构造函数是私有的

make_shared 要求构造函数必须是公有的,因为它不是类的成员函数。

classSingleton{private:Singleton(){}public:staticstd::shared_ptr<Singleton>create(){// 这里不能用 make_sharedreturnstd::shared_ptr<Singleton>(newSingleton());}};

3. weak_ptr 生命周期问题

如果有 weak_ptr 长期持有引用,使用 make_shared 可能导致对象内存无法及时释放,因为对象和控制块在同一内存块中。

举个例子:

autosp=std::make_shared<HugeObject>();// 假设这个对象很大std::weak_ptr<HugeObject>wp=sp;sp.reset();// 对象被销毁,但...// 只要 wp 还活着,整个内存块(包括 HugeObject 的空间)都无法释放!

如果用new方式,对象内存和控制块分开,对象销毁后就能立即释放内存。

五、最佳实践总结

默认情况下,优先使用 make_shared:

autosp=std::make_shared<T>(args...);

只有在以下情况考虑 new:

1. 需要自定义删除器
2. 需要调用私有/保护构造函数
3. 对象很大 + 有长生命周期的 weak_ptr
4. 需要使用大括号初始化(C++20前的限制)

六、补充:类似的建议

对于unique_ptr,也有类似的建议:

// 推荐autoup=std::make_unique<T>(args...);// 而不是std::unique_ptr<T>up(newT(args...));

原因相同:异常安全 + 代码简洁。

写在最后

看完这篇回答,你可能对 C++ 的智能指针有了更深的理解。但坦白说,玩C++,光了解C++语言特性远远不够的,一定要多做项目。

纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。只有在实际项目中遇到过内存泄漏、野指针、性能瓶颈,你才能真正理解为什么要用智能指针,为什么要用 make_shared。

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