利用引用计数对C++对象进行管理
引用计数(reference count)是这样一个技巧,它允许有多个相同值的对象共享这个值的实现。
在引用计数中,每一个对象负责维护对象所有引用的计数值。当一个新的引用指向对象时,引用计数器就递增,当去掉一个引用时,引用计数就递减。当引用计数到零时,该对象就将释放占有的资源。
引用计数的使用常有两个目的:
- 一旦一个对象通过调用new被分配出来,记录谁拥有这个对象是很重要的,因为其所有者要负责对它进行delete。但是对象所有者可以有多个,且所有权能够被传递,这就使得内存跟踪变得困难。引用计数可以跟踪对象所有权,并能够自动销毁对象。
- 节省内存,提高程序运行效率。如何很多对象有相同的值,为这多个相同的值存储多个副本是很浪费空间的,所以最好做法是让左右对象都共享同一个值的实现。
下面是一个简单的使用引用计数实现C++对象间共享的示例代码:
class RefCounted {
public:void addRef() { ++refCount_; }void releaseRef() {--refCount_;if (refCount_ == 0) {delete this;}}protected:RefCounted() : refCount_(0) {}virtual ~RefCounted() {}private:int refCount_;
};class Foo : public RefCounted {
public:Foo(int value) : value_(value) {}int getValue() const { return value_; }void setValue(int value) { value_ = value; }private:int value_;
};void test() {// 创建Foo对象Foo* foo = new Foo(42);// 创建两个指向Foo对象的引用foo->addRef();Foo* anotherFoo = foo;anotherFoo->addRef();// 输出Foo对象的值std::cout << "Foo's value: " << foo->getValue() << std::endl;// 释放一个引用anotherFoo->releaseRef();// 输出Foo对象的值std::cout << "Foo's value: " << foo->getValue() << std::endl;// 释放另一个引用foo->releaseRef();
}
在这个示例代码中,RefCounted
是一个引用计数类,通过addRef
和releaseRef
两个函数来增加和释放引用计数。当引用计数为0
时,就可以删除这个对象了。
Foo
类是一个带有值的类,继承自RefCounted
。在test
函数中,首先创建一个Foo
对象,并对其执行两次addRef
操作来增加引用计数。然后将其传递给另一个指针anotherFoo
,对其也执行一次addRef
操作。此时,Foo
对象的引用计数为2
。接着输出Foo
对象的值,随后释放anotherFoo
指向的对象的引用计数,最后再次输出Foo
对象的值。
使用引用计数可以方便地实现对象间的共享,但也需要注意以下几点:
- 在多线程环境下,需要使用原子操作更新引用计数。
- 在处理循环引用时,需要使用弱引用或手动打破循环引用。
该文章会更新,欢迎大家批评指正。
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