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c++怎么解决循环引用的问题_c++ 循环引用解决方法

尼克

发布： 2025-10-03 23:25:02

原创

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使用weak_ptr打破循环引用是解决C++中shared_ptr导致内存泄漏的关键方法，通过将双向强引用改为单向shared_ptr加weak_ptr，避免引用计数无法归零；同时可通过减少双向依赖、使用原始指针、手动断开连接或引入管理类等方式解耦对象关系，确保资源正确释放。

c++怎么解决循环引用的问题_c++ 循环引用解决方法

在C++中，循环引用通常出现在两个或多个类相互持有对方的实例（尤其是指针或引用）时，导致内存无法正确释放，特别是在使用智能指针时容易引发资源泄漏。解决这类问题的关键是打破强引用环。以下是几种常见的解决方法。

使用 weak_ptr 打破循环

当使用 shared_ptr 时，如果两个对象互相持有对方的 shared_ptr，就会形成循环引用，引用计数永远不为零，内存不会被释放。

解决方案是将其中一个引用改为 weak_ptr，它不会增加引用计数，只在需要时临时升级为 shared_ptr 来访问对象。

示例：

#include <memory>
#include <iostream>
<p>class B; // 前向声明</p><p><span>立即学习</span>“<a href="https://pan.quark.cn/s/6e7abc4abb9f" style="text-decoration: underline !important; color: blue; font-weight: bolder;" rel="nofollow" target="_blank">C++免费学习笔记（深入）</a>”；</p><p>class A {
public:
std::shared_ptr<B> ptr;
~A() { std::cout << "A destroyed\n"; }
};</p><p>class B {
public:
std::weak_ptr<A> ptr; // 使用 weak_ptr 避免循环
~B() { std::cout << "B destroyed\n"; }
};</p><p>int main() {
auto a = std::make_shared<A>();
auto b = std::make_shared<B>();</p><pre class="brush:php;toolbar:false;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">a->ptr = b;
b->ptr = a; // 不会增加引用计数

return 0; // 正常析构 A 和 B

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} 在这个例子中，A 持有 B 的 shared_ptr，而 B 持有 A 的 weak_ptr，打破了循环引用，确保对象能被正确释放。

避免不必要的双向指针

设计时应尽量减少对象之间的双向依赖。很多时候，可以通过重构逻辑，让只有一个方向持有指针，或者通过事件、观察者模式等方式通信，而不是直接保存对方的引用。

例如，在父子关系中，父对象持有子对象的 shared_ptr，子对象只需保存父对象的原始指针（raw pointer），前提是父对象生命周期一定长于子对象。

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示例：

class Parent;
<p>class Child {
public:
Parent* parent; // 只保存原始指针，不参与生命周期管理
void doSomething() { parent->action(); }
};</p><p>class Parent {
public:
std::shared_ptr<Child> child;
Parent() {
child = std::make_shared<Child>();
child->parent = this;
}
void action() { std::cout << "Parent action\n"; }
};

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这里 child 不影响 parent 的生命周期，只要确保 parent 在使用期间始终有效即可。

手动打破循环（适用于特殊场景）

在某些复杂结构中，可以在对象即将销毁前手动将 shared_ptr 成员置空，从而打破循环。

示例：

class Node {
public:
    std::shared_ptr<Node> next;
    std::shared_ptr<Node> prev;
<pre class="brush:php;toolbar:false;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">~Node() {
    next.reset();
    prev.reset(); // 主动断开引用
}

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}; 虽然这种方法可行，但容易出错，建议优先使用 weak_ptr。