c++ - 这个 std::vector 和 std::shared_ptr 内存泄漏是一个错误吗？

Question

假设这个类Foo :

struct Foo {
    std::shared_ptr<int> data;
    std::shared_ptr<std::vector<Foo>> foos;
};

• 它有一个指向 int 的指针

• 它有一个指向将存在于该程序中的所有实例的指针(因此这些实例之一 == *this )

让我们创建一个 Foo 的实例看看 use_count()它的 .data将一些实例添加到 .foos 后的成员变量:

int main() {
    Foo foo;
    foo.data = std::make_shared<int>(5);
    foo.foos = std::make_shared<std::vector<Foo>>();
    foo.foos->resize(8);

    for (auto & f : *foo.foos) {
        f.data = foo.data;
        f.foos = foo.foos;
    }
    std::cout << "use count: " << foo.data.use_count() << '\n';    
}

输出:

use count: 9

这很好 (1 foo + 8 .foos )。然而，似乎当main()返回，仍然会有 9 8个指针指向.data !这可以通过放置 foo 来证明。进入本地范围并让一个额外的指针指向 .data观察这个指针 use_count()之后:

int main() {
    std::shared_ptr<int> ptr;
    std::cout << "use count | before: " << ptr.use_count() << '\n';

    { //begin scope
        Foo foo;
        foo.data = std::make_shared<int>(5);
        foo.foos = std::make_shared<std::vector<Foo>>();
        foo.foos->resize(8);

        for (auto & f : *foo.foos) {
            f.data = foo.data;
            f.foos = foo.foos;
        }
        ptr = foo.data;
        std::cout << "use count | inside: " << ptr.use_count() << '\n';

    } //end scope

    std::cout << "use count | after: " << ptr.use_count() << '\n';
}

输出是:

use count | before: 0
use count | inside: 10
use count | after: 9

这不好。我希望 use count | after成为1自 foo并且它的所有成员都应该在作用域结束时被解构。嗯，foo明确地被解构了(否则 use_count | after 将是 10 而不是 9 )但它的 .foos vector 指针未解构。和 ptr只是一个std::shared_ptr<int>因此与 struct Foo 无关根本。所有这些都可以通过提供 struct Foo 来解决。 reset() 的析构函数是 .foos->data手动指针:

#include <memory>
#include <iostream>
#include <vector>

struct Foo {
    ~Foo() {
        for (auto& p : *foos) {
            p.data.reset();
        }
    }

    std::shared_ptr<int> data;
    std::shared_ptr<std::vector<Foo>> foos;
};

int main() {
    std::shared_ptr<int> ptr;
    std::cout << "use count | before: " << ptr.use_count() << '\n';

    {
        Foo foo;
        foo.data = std::make_shared<int>(5);
        foo.foos = std::make_shared<std::vector<Foo>>();
        foo.foos->resize(8);

        for (auto & f : *foo.foos) {
            f.data = foo.data;
            f.foos = foo.foos;
        }
        ptr = foo.data;
        std::cout << "use count | inside: " << ptr.use_count() << '\n';
    }

    std::cout << "use count | after: " << ptr.use_count() << '\n';
}

产生更好的输出:

use count | before: 0
use count | inside: 10
use count | after: 1

但是必须手动重置这些指针似乎很奇怪。为什么std::vector或 std::shared_ptr不会在这里自动执行？这是一个错误吗？

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我正在使用 Visual Studio Community 2017 版本 15.9.5 - 感谢您的帮助!

Answer 1

问题是你有一个循环引用。

当 foo被销毁，它会减少其 shared_ptr 的引用计数 ，但这些不会达到零。

所以即使std::shared_ptr<std::vector<Foo>>是“无法访问”，上面还有指针。 (注意:垃圾收集器使用“可访问性”来收集/释放指针)。

打破循环的常用方法是使用std::weak_ptr .