weak_ptr也是一個引用計數型智能指針，但是它不增加對象的引用計數，即弱引用。與之相對，shared_ptr是強引用，只要有一個指向對象的shared_ptr存在，該對象就不會析構，直到指向對象的最后一個shared_ptr析構或reset()時才會被銷毀。

利用weak_ptr，我們可以解決常見的空懸指針問題以及循環引用問題。

主要是利用了weak_ptr的lock()實現指針的提升！

空懸指針問題

什么是空懸指針？考慮以下這種情況：

有兩個指針p1和p2，指向堆上的同一個對象Object，p1和p2位于不同的線程中。假設線程A通過p1指針將對象銷毀了（盡管把p1置為了NULL），那p2就成了空懸指針。這是一種典型的C/C++內存錯誤。

使用weak_ptr能夠幫我們輕松解決上述的空懸指針問題。

weak_ptr不控制對象的生命期，但是它知道對象是否還活著。如果對象還活著，那么它可以提升為有效的shared_ptr（提升操作通過lock()函數獲取所管理對象的強引用指針）；如果對象已經死了，提升會失敗，返回一個空的shared_ptr。示例代碼如下：

#include <iostream> #include <memory>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 definitionstd::shared_ptr<int> sptr;// takes ownership of pointersptr.reset(new int);*sptr = 10;// get pointer to data without taking ownershipstd::weak_ptr<int> weak1 = sptr;// deletes managed object, acquires new pointersptr.reset(new int);*sptr = 5;// get pointer to new data without taking ownershipstd::weak_ptr<int> weak2 = sptr;// weak1 is expired!if(auto tmp = weak1.lock())std::cout << *tmp << '\n';elsestd::cout << "weak1 is expired\n";// weak2 points to new data (5)if(auto tmp = weak2.lock())std::cout << *tmp << '\n';elsestd::cout << "weak2 is expired\n"; }

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循環引用問題

一種循環引用的情況如下：

#include <iostream> #include <memory>using namespace std;class Parent; class Child; typedef shared_ptr<Parent> parent_ptr; typedef shared_ptr<Child> child_ptr; class Parent { public:~Parent() { cout << "~Parent()" << endl; } public:child_ptr children; };class Child { public:~Child() { cout << "~Child()" << endl; } public:parent_ptr parent; };int main() {parent_ptr father(new Parent);child_ptr son(new Child);// 父子互相引用father->children = son;son->parent = father;cout << father.use_count() << endl; // 引用計數為2cout << son.use_count() << endl; // 引用計數為2return 0; }

如上代碼，將在程序退出前，father的引用計數為2，son的計數也為2，退出時，shared_ptr所作操作就是簡單的將計數減1，如果為0則釋放，顯然，這個情況下，引用計數不為0，于是造成father和son所指向的內存得不到釋放，導致內存泄露。

使用weak_ptr可以打破這樣的循環引用。由于弱引用不更改引用計數，類似普通指針，只要把循環引用的一方使用弱引用，即可解除循環引用。

以上述代碼為例，只要把Child類的代碼修改為如下即可：

class Child { public:~Child() { cout << "~Child()" << endl; } public:weak_ptr<Parent> parent; };

最后值得一提的是，雖然通過弱引用指針可以有效的解除循環引用，但這種方式必須在能預見會出現循環引用的情況下才能使用，即這個僅僅是一種編譯期的解決方案，如果程序在運行過程中出現了循環引用，還是會造成內存泄漏的。因此，不要認為只要使用了智能指針便能杜絕內存泄漏。

所以引用計數的方式還是會有內存泄漏的風險

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的9.C++弱引用智能指针weak_ptr的用处的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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