c++ 智能指针 （std::weak_ptr）（二）

定义于头文件

template< class T > class weak_ptr;    (C++11 起) 

std::weak_ptr 是一种智能指针，它对被 std::shared_ptr 管理的对象存在非拥有性（「弱」）引用。在访问所引用的对象前必须先转换为 std::shared_ptr。

std::weak_ptr 用来表达临时所有权的概念：当某个对象只有存在时才需要被访问，而且随时可能被他人删除时，可以使用 std::weak_ptr 来跟踪该对象。需要获得临时所有权时，则将其转换为 std::shared_ptr，此时如果原来的 std::shared_ptr 被销毁，则该对象的生命期将被延长至这个临时的 std::shared_ptr 同样被销毁为止。

std::weak_ptr 的另一用法是打断 std::shared_ptr 所管理的对象组成的环状引用。若这种环被孤立（例如无指向环中的外部共享指针），则 shared_ptr 引用计数无法抵达零，而内存被泄露。能令环中的指针之一为弱指针以避免此情况。
 

特化 std::swap 算法

std::swap(std::weak_ptr)

template< class T >
void swap( weak_ptr<T>& lhs, weak_ptr<T>& rhs ) noexcept;  (C++11 起) 

为 std::weak_ptr 特化 std::swap 算法。交换 lhs 与 rhs 的指针。调用 lhs.swap(rhs) 。

参数

返回值

（无）

复杂度

常数

调用示例

#include <memory>
#include <iostream>
 
struct Foo
{
    int N;
    Foo(int n): N(n) {}
};
 
int main()
{
    std::shared_ptr<Foo> ptr_1 = std::make_shared<Foo>(1);
    std::shared_ptr<Foo> ptr_2 = std::make_shared<Foo>(2);
 
    std::weak_ptr<Foo> w_ptr1 =  ptr_1;
    std::weak_ptr<Foo> w_ptr2 =  ptr_2;
 
    {
        std::shared_ptr<Foo> ptr1 = w_ptr1.lock() ;
        std::shared_ptr<Foo> ptr2 = w_ptr2.lock() ;
        std::cout << "ptr1 N: " << ptr1->N << '\n';
        std::cout << "ptr2 N: " << ptr2->N << '\n';
    }
 
    {
        std::swap(w_ptr1, w_ptr2);
        std::shared_ptr<Foo> ptr1 = w_ptr1.lock() ;
        std::shared_ptr<Foo> ptr2 = w_ptr2.lock() ;
        // 只交换std::weak_ptr
        std::cout << "ptr1 N: " << ptr1->N << '\n';
        std::cout << "ptr2 N: " << ptr2->N << '\n';
        // 不交换std::shared_ptr
        std::cout << "ptr_1 N: " << ptr_1->N << '\n';
        std::cout << "ptr_1 N: " << ptr_2->N << '\n';
    }
}

输出

 

返回管理该对象的 shared_ptr 对象数量

std::weak_ptr<T>::use_count

long use_count() const noexcept;  (C++11 起) 

返回共享被管理对象所有权的 shared_ptr 实例数量，或 ​0​ ，若被管理对象已被删除，即 *this 为空。

参数

（无）

返回值

在调用的瞬间共享被管理对象所有权的 shared_ptr 实例数量。

注意

expired() 可能快于 use_count() 。此函数固有地有不稳，若被管理对象在可能创建并销毁 shared_ptr 副本的线程间共享：则结果仅若匹配调用方线程所独占的副本数或零才可靠；任何其他值可能在能使用前就变得过时了。

调用示例

#include <memory>
#include <iostream>
 
int main()
{
    std::shared_ptr<int> s_ptr =  std::make_shared<int>(3);
    std::weak_ptr<int>   w_ptr = s_ptr;
 
    std::cout << "w_ptr.use_count() out of scope: " << w_ptr.use_count() << '\n';
    std::cout << "w_ptr.expired() out of scope: " << std::boolalpha << w_ptr.expired() << '\n';
 
    std::shared_ptr<int> s_ptr1 = s_ptr;
    std::cout << "w_ptr1.use_count() out of scope: " << w_ptr.use_count() << '\n';
    std::cout << "w_ptr1.expired() out of scope: " << std::boolalpha << w_ptr.expired() << '\n';
 
    s_ptr1.reset();
    std::cout << "w_ptr1.use_count() out of scope: " << w_ptr.use_count() << '\n';
    std::cout << "w_ptr1.expired() out of scope: " << std::boolalpha << w_ptr.expired() << '\n';
}

输出

 

检查被引用的对象是否已删除

std::weak_ptr<T>::expired

bool expired() const noexcept;   (C++11 起) 

等价于 use_count() == 0 。可能仍未对被管理对象调用析构函数，但此对象的析构已经临近（或可能已发生）。

参数

（无）

返回值

若被管理对象已被删除则为 true ，否则为 false 。

注意

若被管理对象在线程间共享，则此函数内在地不可靠，通常 false 结果可能在能用之前就变得过时。 true 结果可靠。

调用示例

#include <iostream>
#include <memory>
 
std::weak_ptr<int> gw;
 
void f()
{
    if (!gw.expired())
    {
        std::cout << "gw is valid\n";
    }
    else
    {
        std::cout << "gw is expired\n";
    }
}
 
int main()
{
    {
        auto sp = std::make_shared<int>(42);
        gw = sp;
 
        f();
    }
 
    f();
}

输出