C++11 smart pointer 之 weak_ptr(附源码链接)

std::weak_ptr

weak_ptr源码链接
(与shared_ptr在同个.h文件)

定义于头文件 <memory>
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。

成员类型

成员类型
element_type T(C++17 前) std::remove_extent_t (C++17 起)

成员函数

(构造函数): 构造新的weak_ptr

(析构函数): 销毁 weak_ptr

operator=: 为weak_ptr赋值

Modifiers

reset(): 释放被管理对象的所有权
swap(): 交换被管理对象

Observers

use_count(): 返回管理该对象的 shared_ptr 对象数量

expired(): 检查被引用的对象是否已删除

lock(): 创建管理被引用的对象的shared_ptr

owner_before(): 提供弱指针的基于拥有者顺序

非成员函数

std::swap(std::weak_ptr): 特化 std::swap 算法 (函数模板)

辅助类

std::atomicstd::weak_ptr(C++20) 原子弱指针 (类模板特化)
推导指引(C++17 起)

注意

和shared_ptr一样， 典型的weak_ptr有两个个指针：

• 指向控制块的指针；
• 作为构造来源的 shared_ptr 的存储指针。
  需要用分离的存储指针确保 shared_ptr 和 weak_ptr 间的来回转化正确进行，即使对于别名使用的 shared_ptr 。不可能不经将 weak_ptr 中的存储指针锁入 shared_ptr 就访问它。

示例

演示如何通过锁来保证指针的有效性

#include <iostream>
#include <memory>
 
std::weak_ptr<int> gw;
 
void observe()
{
    std::cout << "use_count == " << gw.use_count() << ": ";
    if (auto spt = gw.lock()) { // 使用之前必须复制到 shared_ptr
	std::cout << *spt << "/n";
    }
    else {
        std::cout << "gw is expired/n";
    }
}
 
int main()
{
    {
        auto sp = std::make_shared<int>(42);
	gw = sp;
 
	observe();
    }
 
    observe();
}

输出为：

use_count == 1: 42
use_count == 0: gw is expired