为何shared_ptr赋值后未将原始指针置空？详解operator=逻辑

1. 为何a2 = a3;后A(2)析构，但原始指针a_raw仍非nullptr且val_为0？ #

shared_ptr的核心是管理对象的所有权，而非直接控制你手动持有的原始指针。执行a2 = a3;时：

• a2原本持有A(2)的所有权，赋值操作会先递减A(2)的引用计数，当计数降到0时，自动调用A(2)的析构函数销毁对象。
• 你手里的a_raw是独立于shared_ptr的外部指针——shared_ptr不会主动修改它。对象销毁后，a_raw就成了野指针，此时访问它的val_属于未定义行为，输出0只是内存被回收后出现的随机结果（比如内存被清零或覆盖），完全不可预测。

简言之：shared_ptr只负责自己管控的对象生命周期，不会干预你手动维护的原始指针，对象销毁后原始指针指向的是无效内存，任何访问操作都没有意义。

2. 标准shared_ptr::operator=的核心逻辑 #

标准库的shared_ptr拷贝赋值运算符遵循以下关键步骤（简化版，实际包含异常安全、线程安全等细节）：

1. 先增新对象引用计数：对右值shared_ptr（比如a3）指向的对象，原子递增其引用计数。这一步是为了保证异常安全——如果后续操作抛出异常，新对象的引用计数不会出错，避免对象被错误销毁。
2. 再减旧对象引用计数：对当前shared_ptr（比如a2）原来指向的对象，原子递减其引用计数。如果计数降到0，立即销毁该对象并释放对应内存。
3. 更新当前指针与计数指针：将当前shared_ptr的原始指针替换为右值的原始指针，引用计数指针替换为右值的引用计数指针。
4. 自我赋值保护：如果this == &rhs（即给自己赋值），直接返回*this，避免不必要的计数增减和对象销毁。

这里的「先增后减」是异常安全的关键——如果先减旧计数，后续操作失败的话，旧对象可能已经被销毁，而新对象还没完成接管，会导致资源泄漏或野指针问题。

3. 如何确认自定义shared_ptr拷贝赋值逻辑是否正确？ #

正确的拷贝赋值逻辑必须满足以下核心要求，你可以对照自己的代码检查：

• 异常安全：必须先递增右值的引用计数，再处理当前对象的旧计数，不能颠倒顺序。
• 自我赋值保护：必须判断是否是给自己赋值，是的话直接返回，避免重复操作。
• 线程安全（可选）：如果要支持多线程，引用计数的增减必须是原子操作；单线程场景下用普通整数即可，但也要保证操作的原子性（比如避免指令重排）。
• 资源清理：当旧对象的引用计数降到0时，必须调用对象的析构函数并释放内存。

下面是一个符合要求的简化版实现示例：

template<typename T>
class shared_ptr {
private:
    T* ptr_ = nullptr;
    // 单线程用普通int，多线程用std::atomic<int>
    int* ref_count_ = nullptr;

    void increase_ref() {
        if (ref_count_) {
            ++(*ref_count_);
        }
    }

public:
    // 拷贝赋值运算符
    shared_ptr& operator=(const shared_ptr& rhs) {
        // 自我赋值检查
        if (this == &rhs) {
            return *this;
        }

        // 先递增右值的引用计数，保证异常安全
        rhs.increase_ref();

        // 处理当前对象的旧资源
        if (ref_count_) {
            --(*ref_count_);
            if (*ref_count_ == 0) {
                delete ptr_;
                delete ref_count_;
            }
        }

        // 更新指针和引用计数
        ptr_ = rhs.ptr_;
        ref_count_ = rhs.ref_count_;

        return *this;
    }

    // 其他构造、析构等函数省略...
};

内容的提问来源于stack exchange，提问作者mascai