C++11之后提供了weak_ptr,weak_ptr不会增加引用计数。本文讲述weak_ptr的2个使用场景
一 解决循环引用无法释放的问题
假设有2个类,其内部各有一个指向对方的shared_ptr指针,如下,
#include#include // 前置声明 class A; class B { public: ~B() { std::cout << "B destructorn"; } std::shared_ptr ptr; }; class A { public: ~A() { std::cout << "A destructorn"; } std::shared_ptr ptr; };
当在main函数按照如下方式使用时,
int main() { { // 作用域开始 std::shared_ptr aPtr = std::make_shared(); std::shared_ptr bPtr = std::make_shared(); aPtr->ptr = bPtr; bPtr->ptr = aPtr; } // 作用域结束 std::cout << "endn"; return 0; }
会造成无法释放,运行后打印如下,
当离开作用域时,并未执行类A和B的析构函数。
原因是:创建aPtr和bPtr时,各自的引用计数会变成1,接着2个赋值语句,又把各自的引用计数加了1,就都变成了2,然后离开作用域,会减1,这样各自的引用计数还保持1,这样就无法释放内存空间,就不会去执行A和B的析构函数。
可以把A里的ptr类型换成weak_ptr,如下,
class A { public: ~A() { std::cout << "A destructorn"; } std::weak_ptr ptr; };
这样再重新编译运行程序,就可以看到正常释放了,
因为weak_ptr不增加引用计数,创建aPtr和bPtr时,各自的引用计数会变成1,接着2个赋值语句中,只有指向A的引用计数会加1变成2,而指向B的引用计数还是1,当离开作用域时,都会减1,这样B的引用计数先变成0,就会先释放,释放后B中指向A的智能指针也释放,会再次减1,这样指向A的引用计数就变成了0,然后释放A。比较绕…
二 探查内存空间是否有效
这个例子来自stackoverflow,地址是这里,本人简单修改了下。本例子说明weak_ptr可以用来解决dangling pointer的问题,
#include#include int main() { // OLD, problem with dangling pointer // PROBLEM: ref will point to undefined data! int* ptr = new int(10); int* ref = ptr; delete ptr; // NEW // SOLUTION: check expired() or lock() to determine if pointer is valid // empty definition std::shared_ptr sptr; // takes ownership of pointer sptr.reset(new int); *sptr = 10; // get pointer to data without taking ownership std::weak_ptr weak1 = sptr; // deletes managed object, acquires new pointer sptr.reset(new int); *sptr = 5; // get pointer to new data without taking ownership std::weak_ptr weak2 = sptr; // weak1 is expired! if (weak1.expired()) { std::cout << "weak1 is expiredn"; } else { auto temp = weak1.lock(); std::cout << "value (weak1 point to): "<< *temp << 'n'; } // weak2 points to new data (5) if (weak2.expired()) { std::cout << "weak2 is expiredn"; } else { auto temp = weak2.lock(); std::cout << "value (weak2 point to): "<< *temp << 'n'; } }
代码中weak1先是和sptr指向相同的内存空间,后面sptr释放了那段内存空间然后指向新的内存空间,此时通过weak1的expired()方法就可以知道本来指向的那段内存空间已经被释放。因为不增加引用计数,所以不会影响内存的释放。非常方便。
以往使用老的方法,判断一个指针是否是NULL,但是如果这段内存已经被释放却没有赋一个NULL,那么就会引发未知错误,这需要程序员手动赋值,而且出问题还很难排查。有了weak_ptr,就方便多了,直接使用其expired()方法看下就行了。
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