c++中make_shared和new shared_ptr的区别_c++内存分配优化【面试】

make_shared 更高效因仅一次堆分配，同时创建控制块和对象；而 new shared_ptr 需两次分配，影响性能与缓存局部性，且异常安全难保障。

make_shared 为什么比 new shared_ptr 更高效

根本原因在于内存分配次数不同：make_shared 只做一次堆分配，同时为控制块（reference count、weak count 等）和对象本身分配连续内存；而 new std::shared_ptr(new T) 实际触发两次独立的堆分配：一次给 T 对象，另一次给 shared_ptr 内部的控制块。

这不仅影响性能（尤其在高频构造场景），还导致缓存局部性更差——两次分配的内存地址通常不连续。

• 控制块大小固定但与类型无关，make_shared 能将其与对象紧邻布局
• 使用 new 构造 shared_ptr 时，shared_ptr 构造函数必须额外调用 new 分配控制块，无法省略
• 若 T 的构造函数抛异常，make_shared 能保证控制块与对象的分配/销毁原子性（c++17 起明确要求）

不能用 make_shared 的几种典型场景

make_shared 要求目标类型必须是可构造的（且参数能完美转发），一旦涉及访问控制或特殊构造逻辑，它就无能为力。

• 类的构造函数是 private 或 protected，且没有友元声明允许 make_shared 访问（make_shared 不是友元）
• 需要自定义删除器（deleter），比如用 std::shared_ptr(new Foo, my_deleter)，make_shared 不接受删除器参数
• 要构造的是数组（shared_ptr），make_shared 不支持数组类型（C++20 前）
• 想复用已存在的裸指针（例如从 C API 拿到的 int*），只能用 shared_ptr 构造函数接管所有权

shared_ptr 构造方式对 weak_ptr 生命周期的影响

控制块是否共享，直接决定 weak_ptr 是否有效。用 new 手动构造 shared_ptr 时，如果误写成 shared_ptr(new T)（没用 make_shared），看起来没问题，但后续所有基于它的 weak_ptr 都依赖那个独立分配的控制块——它和对象生命周期解耦，但开销更大。

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• 所有指向同一对象的 shared_ptr 和 weak_ptr 必须共享同一个控制块，否则引用计数失效
• make_shared 天然保证这点；而手动用 new 构造多个 shared_ptr 指向同一对象（如 shared_ptr(p)），若 p 来自别处，会创建新控制块 → 引用计数不互通 → weak_ptr.lock() 可能意外返回空
• 常见错误：把 new T 的指针传给多个 shared_ptr 构造函数，等价于多次“独立接管”，引发未定义行为

面试中被问到时，该强调什么

别只背“一次分配 vs 两次分配”。面试官真正想确认的是你是否理解 RaiI 底层契约和资源管理权归属。

• 重点说清：控制块不是附属品，它是 shared_ptr 语义的核心载体，决定析构时机和线程安全边界
• 指出 make_shared 是默认推荐，但“不能用”不等于“不该用”——得看类型设计意图（比如工厂类故意隐藏构造）
• 如果对方追问“那 shared_ptr 怎么办”，要意识到：它不能用 make_shared（void 不可构造），必须走裸指针接管路径

最易被忽略的一点：即使你写了 make_shared，如果 T 的构造函数里抛异常，C++ 标准保证控制块内存会被自动释放——这个异常安全保障，是手写 new + shared_ptr 构造极难正确实现的。