我开始研究c++ 11的智能指针,我没有看到std::weak_ptr有任何有用的用途。有人能告诉我什么时候std::weak_ptr是有用的/必要的吗?
当前回答
我看到了很多有趣的答案,解释引用计数等,但我错过了一个简单的例子,演示如何使用weak_ptr防止内存泄漏。在第一个例子中,我在循环引用的类中使用shared_ptr。当类超出作用域时,它们不会被销毁。
#include<iostream>
#include<memory>
using namespace std;
class B;
class A
{
public:
shared_ptr<B>bptr;
A() {
cout << "A created" << endl;
}
~A() {
cout << "A destroyed" << endl;
}
};
class B
{
public:
shared_ptr<A>aptr;
B() {
cout << "B created" << endl;
}
~B() {
cout << "B destroyed" << endl;
}
};
int main()
{
{
shared_ptr<A> a = make_shared<A>();
shared_ptr<B> b = make_shared<B>();
a->bptr = b;
b->aptr = a;
}
// put breakpoint here
}
如果你运行代码片段,你会看到类被创建,但没有被销毁:
A created
B created
现在我们把shared_ptr改成weak_ptr:
class B;
class A
{
public:
weak_ptr<B>bptr;
A() {
cout << "A created" << endl;
}
~A() {
cout << "A destroyed" << endl;
}
};
class B
{
public:
weak_ptr<A>aptr;
B() {
cout << "B created" << endl;
}
~B() {
cout << "B destroyed" << endl;
}
};
int main()
{
{
shared_ptr<A> a = make_shared<A>();
shared_ptr<B> b = make_shared<B>();
a->bptr = b;
b->aptr = a;
}
// put breakpoint here
}
这一次,当使用weak_ptr时,我们看到了正确的类破坏:
A created
B created
B destroyed
A destroyed
其他回答
另一个答案,希望更简单。(对谷歌员工)
假设您有Team和Member对象。
显然,这是一个关系:Team对象将拥有指向其成员的指针。成员也可能有一个指向他们的Team对象的后向指针。
然后你就有了一个依赖循环。如果您使用shared_ptr,当您放弃对对象的引用时,对象将不再被自动释放,因为它们以循环的方式相互引用。这是内存泄漏。
您可以使用weak_ptr来打破这种情况。“所有者”通常使用shared_ptr,而“所有者”使用weak_ptr来访问父节点,并在需要访问父节点时临时将其转换为shared_ptr。
存储一个弱ptr:
weak_ptr<Parent> parentWeakPtr_ = parentSharedPtr; // automatic conversion to weak from shared
然后在需要的时候使用它
shared_ptr<Parent> tempParentSharedPtr = parentWeakPtr_.lock(); // on the stack, from the weak ptr
if( !tempParentSharedPtr ) {
// yes, it may fail if the parent was freed since we stored weak_ptr
} else {
// do stuff
}
// tempParentSharedPtr is released when it goes out of scope
Weak_ptr也可以很好地检查对象的正确删除——特别是在单元测试中。典型的用例可能是这样的:
std::weak_ptr<X> weak_x{ shared_x };
shared_x.reset();
BOOST_CHECK(weak_x.lock());
... //do something that should remove all other copies of shared_x and hence destroy x
BOOST_CHECK(!weak_x.lock());
它们在Boost中很有用。当调用异步处理程序时,不能保证目标对象仍然存在。诀窍是使用std::bind或lambda capture将weak_ptr绑定到异步处理程序对象中。
void MyClass::startTimer()
{
std::weak_ptr<MyClass> weak = shared_from_this();
timer_.async_wait( [weak](const boost::system::error_code& ec)
{
auto self = weak.lock();
if (self)
{
self->handleTimeout();
}
else
{
std::cout << "Target object no longer exists!\n";
}
} );
}
这是在Boost中经常看到的self = shared_from_this()习惯用法的变体。Asio示例,其中挂起的异步处理程序不会延长目标对象的生命周期,但如果目标对象被删除,则仍然是安全的。
缓存就是一个很好的例子。
对于最近访问的对象,您希望将它们保存在内存中,因此可以保留一个指向它们的强指针。定期扫描缓存,确定最近没有访问哪些对象。你不需要把它们保存在内存中,所以你去掉强指针。
但是,如果该对象正在使用,而其他一些代码持有指向它的强指针,该怎么办?如果缓存删除了指向该对象的唯一指针,就再也找不到它了。因此,缓存保留了一个弱指针,指向它需要找到的对象,如果它们碰巧留在内存中。
这正是弱指针所做的——它允许你在一个对象仍然在附近时定位它,但如果没有其他东西需要它,它就不会保留它。
http://en.cppreference.com/w/cpp/memory/weak_ptr Std::weak_ptr是一个智能指针,它持有对Std::shared_ptr管理的对象的非所有(“弱”)引用。它必须转换为std::shared_ptr才能访问被引用的对象。
Std::weak_ptr建模临时所有权:当一个对象只有在它存在时才需要访问,并且它可能在任何时候被其他人删除时,Std::weak_ptr用于跟踪该对象,并将其转换为Std::shared_ptr以承担临时所有权。如果原始的std::shared_ptr在此时被销毁,对象的生命周期将被延长,直到临时的std::shared_ptr也被销毁。
此外,std::weak_ptr用于打破std::shared_ptr的循环引用。
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