[转]C++智能指针 weak_ptr

[转自 https://www.cnblogs.com/diysoul/p/5930372.html]

weak_ptr 是一种不控制对象生命周期的智能指针, 它指向一个 shared_ptr 管理的对象. 进行该对象的内存管理的是那个强引用的 shared_ptr. weak_ptr只是提供了对管理对象的一个访问手段.
  weak_ptr 设计的目的是为配合 shared_ptr 而引入的一种智能指针来协助 shared_ptr 工作, 它只可以从一个 shared_ptr 或另一个 weak_ptr 对象构造, 它的构造和析构不会引起引用记数的增加或减少.
  定义在 memory 文件中(非memory.h), 命名空间为 std.

weak_ptr 使用:

std::shared_ptr<int> sp(new int(10));
std::weak_ptr<int> wp(sp);
wp = sp;
printf("%dn", wp.use_count()); // 1
wp.reset();
printf("%dn", wp); // 0

// 检查 weak_ptr 内部对象的合法性.
if (std::shared_ptr<int> sp = wp.lock())
{
}

 

成员函数

weak_ptr 没有重载*和->但可以使用 lock 获得一个可用的 shared_ptr 对象. 注意, weak_ptr 在使用前需要检查合法性.

expired 用于检测所管理的对象是否已经释放, 如果已经释放, 返回 true; 否则返回 false.
lock 用于获取所管理的对象的强引用(shared_ptr). 如果 expired 为 true, 返回一个空的 shared_ptr; 否则返回一个 shared_ptr, 其内部对象指向与 weak_ptr 相同.
use_count 返回与 shared_ptr 共享的对象的引用计数.
reset 将 weak_ptr 置空.
weak_ptr 支持拷贝或赋值, 但不会影响对应的 shared_ptr 内部对象的计数.

 

使用 weak_ptr 解决 shared_ptr 因循环引有不能释放资源的问题

使用 shared_ptr 时, shared_ptr 为强引用, 如果存在循环引用, 将导致内存泄露. 而 weak_ptr 为弱引用, 可以避免此问题, 其原理:
  对于弱引用来说, 当引用的对象活着的时候弱引用不一定存在. 仅仅是当它存在的时候的一个引用, 弱引用并不修改该对象的引用计数, 这意味这弱引用它并不对对象的内存进行管理.
  weak_ptr 在功能上类似于普通指针, 然而一个比较大的区别是, 弱引用能检测到所管理的对象是否已经被释放, 从而避免访问非法内存。
注意: 虽然通过弱引用指针可以有效的解除循环引用, 但这种方式必须在程序员能预见会出现循环引用的情况下才能使用, 也可以是说这个仅仅是一种编译期的解决方案, 如果程序在运行过程中出现了循环引用, 还是会造成内存泄漏.

 1  class CB;
 2         class CA;
 3      
 4         class CA
 5         {
 6         public:
 7             CA(){}
 8             ~CA(){PRINT_FUN();}
 9      
10             void Register(const std::shared_ptr<CB>& sp)
11             {
12                 m_spb = sp;
13             }
14      
15         private:
16             std::weak_ptr<CB> m_spb;
17         };
18      
19         class CB
20         {
21         public:
22             CB(){};
23             ~CB(){PRINT_FUN();};
24      
25             void Register(const std::shared_ptr<CA>& sp)
26             {
27                 m_spa = sp;
28             }
29      
30         private:
31             std::shared_ptr<CA> m_spa;
32         };
33      
34         std::shared_ptr<CA> spa(new CA);
35         std::shared_ptr<CB> spb(new CB);
36      
37         spb->Register(spa);
38         spa->Register(spb);
39         printf("%dn", spb.use_count()); // 1
40         printf("%dn", spa.use_count()); // 2

一个循环依赖的例子,来自<C++标准库(第2版)>

 1 class Person : public enable_shared_from_this<Person>
 2 {
 3 public:
 4     Person(const string& name)
 5         : m_name {name}
 6     {
 7     }
 8 
 9     ~Person()
10     {
11         cout << "release " << m_name << endl;
12     }
13 
14     string getName() const
15     {
16         return m_name;
17     }
18 
19     void setFather(shared_ptr<Person> f)
20     {
21         m_father = f;
22         if (f)
23         {
24             f->m_kids.push_back(shared_from_this());
25         }
26     }
27 
28     void setMother(shared_ptr<Person> m)
29     {
30         m_mother = m;
31         if (m)
32         {
33             m->m_kids.push_back(shared_from_this());
34         }
35     }
36 
37     shared_ptr<Person> getKid(size_t idx)
38     {
39         if (idx < m_kids.size())
40         {
41             weak_ptr<Person> p = m_kids.at(idx);
42             if (!p.expired())
43             {
44                 return p.lock();
45             }
46         }
47         return nullptr;
48     }
49 
50 private:
51     string                        m_name;
52     shared_ptr<Person>            m_father;
53     shared_ptr<Person>            m_mother;
54     //vector<shared_ptr<Person>>    m_kids; // 循环依赖
55     vector<weak_ptr<Person>>      m_kids;
56 };
57 
58 
59 // 测试代码
60     shared_ptr<Person> jack {make_shared<Person>("Jack")};
61     shared_ptr<Person> lucy {make_shared<Person>("Lucy")};
62     shared_ptr<Person> john {make_shared<Person>("John")};
63     john->setFather(jack);
64     john->setMother(lucy);
65 
66     auto p = jack->getKid(0);
67     if (p)
68     {
69         cout << p->getName() << endl;
70     }

 

 

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原文链接: https://www.cnblogs.com/yi-mu-xi/p/9900785.html

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