智能指针weak_ptr记录

Posted 2021-03-21 tyche116

智能指针weak_ptr为弱共享指针，实际上是share_ptr的辅助指针，不具备指针的功能。主要是为了协助 shared_ptr 工作，可用来观测资源的使用情况。weak_ptr 只对 shared_ptr 进行引用，而不改变其引用计数，当被观察的 shared_ptr 失效后，相应的 weak_ptr 也相应失效。use_count() 可以观测资源的引用计数，lock()返回一个对象的可用的share_ptr，若weak_ptr.expired()为true过期，则返回一个空的share_ptr。

构造：

std::shared_ptr<int> sp(new int);
std::weak_ptr<int> wp1;
std::weak_ptr<int> wp2(wp1);
std::weak_ptr<int> wp3(sp);
std::cout << "use_count:
";
std::cout << "wp1: " << wp1.use_count() << ‘
‘;
std::cout << "wp2: " << wp2.use_count() << ‘
‘;
std::cout << "wp3: " << wp3.use_count() << ‘
‘;

输出引用计数：

 

过期判断：

std::shared_ptr<int> shared(new int(10));
std::weak_ptr<int> weak(shared);
std::cout << "1. weak " << (weak.expired() ? "is" : "is not") << " expired
";
shared.reset();
std::cout << "2. weak " << (weak.expired() ? "is" : "is not") << " expired
";

输出：

 

lock()返回可用的share_ptr或空share_ptr

std::shared_ptr<int> sp1, sp2;
std::weak_ptr<int> wp;
sp1 = std::make_shared<int>(20); // sp1
wp = sp1;                        // sp1, wp
sp2 = wp.lock();                 // sp1, wp, sp2
sp1.reset();                     //      wp, sp2
sp1 = wp.lock();                 // sp1, wp, sp2
std::cout << "*sp1: " << *sp1 << ‘
‘;
std::cout << "*sp2: " << *sp2 << ‘
‘;

输出：

 

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一个问题：shared_ptr是采用引用计数的智能指针，多个shared_ptr可以指向同一个动态对象，并共用了一个引用计数器。因此会出现循环引用的问题，导致计数器无法减一，因而内容在该销毁的地方没有释放。

eg：

class Brother;
class Sister
{
public:
    Sister() { cout << "Sister Constructor..." << endl; }
    ~Sister() { cout << "Sister Destructor..." << endl; }
    shared_ptr<Brother> _bro;
};
class Brother
{
public:
    Brother() { cout << "Brother Constructor..." << endl; }
    ~Brother() { cout << "Brother Destructor..." << endl; }
    shared_ptr<Sister> _sis;
};


shared_ptr<Sister> sps = make_shared<Sister>();
shared_ptr<Brother> spb = make_shared<Brother>();
sps->_bro = spb;
spb->_sis = sps;
std::cout << "sps use_cout:" << sps.use_count() << std::endl;
std::cout << "spb use_cout:" << spb.use_count() << std::endl;

输出：

引用计数器为2，析构函数没有调用，出现程序执行完内容没有释放。

 

使用weak_ptr来处理这一问题，只需要将相互引用使用weak_ptr来替换share_ptr的引用即可

class Sister
{
public:
    Sister() { cout << "Sister Constructor..." << endl; }
    ~Sister() { cout << "Sister Destructor..." << endl; }
    weak_ptr<Brother> _bro;
};
class Brother
{
public:
    Brother() { cout << "Brother Constructor..." << endl; }
    ~Brother() { cout << "Brother Destructor..." << endl; }
    weak_ptr<Sister> _sis;
};

同样的输出代码：

正常析构，程序执行完释放内容。