智能指针shared_ptr的实现

智能指针shared_ptr是C++中一个常用的智能指针，它可以自动管理动态分配对象的内存，避免了手动释放内存的麻烦。shared_ptr的实现主要涉及到引用计数、内存管理和多线程安全等方面。

以下是shared_ptr的简单实现：

template <typename T>
class shared_ptr
{
public:
    // 构造函数，初始化指针和引用计数
    shared_ptr(T* ptr = nullptr) : m_ptr(ptr), m_count(new int(1)) {}

    // 拷贝构造函数，引用计数加1
    shared_ptr(const shared_ptr& other) : m_ptr(other.m_ptr), m_count(other.m_count) {
        ++(*m_count);
    }

    // 析构函数，引用计数减1，如果引用计数为0，则释放内存
    ~shared_ptr() {
        if (--(*m_count) == 0) {
            delete m_ptr;
            delete m_count;
        }
    }

    // 重载赋值运算符，先判断是否为同一个对象，如果不是，则引用计数减1，如果引用计数为0，则释放内存
    shared_ptr& operator=(const shared_ptr& other) {
        if (this != &other) {
            if (--(*m_count) == 0) {
                delete m_ptr;
                delete m_count;
            }
            m_ptr = other.m_ptr;
            m_count = other.m_count;
            ++(*m_count);
        }
        return *this;
    }

    // 重载*运算符，返回指针指向的对象
    T& operator*() const { return *m_ptr; }

    // 重载->运算符，返回指针
    T* operator->() const { return m_ptr; }

    // 返回引用计数
    int use_count() const { return *m_count; }

private:
    T* m_ptr; // 指向动态分配内存的指针
    int* m_count; // 引用计数
};

在上面的实现中，每个shared_ptr对象都有一个指向动态分配内存的指针m_ptr和一个引用计数m_count。构造函数会初始化这两个成员变量，拷贝构造函数会将引用计数加1，析构函数会将引用计数减1，如果引用计数为0，则释放内存。重载赋值运算符会先判断是否为同一个对象，如果不是，则将原对象的引用计数减1，如果引用计数为0，则释放内存，然后将新对象的引用计数加1。重载*和->运算符可以让shared_ptr对象像指针一样使用。用use_count()函数可以获得当前对象的引用计数。