c++——智能指针学习（shared_ptr和weak_ptr）

先看一个例子：Stark和Targaryen家族你中有我，我中有你。我们设计以下类企图避免内存泄漏，使得析构函数都能调用到：

#include<iostream>
#include<memory>
using namespace std;

class Stark;
class Targaryen;

class Stark
{
	private:
	  Targaryen *targaryen;

	public:
		void prin(){cout<<"stark love targaryen"<<endl;}
		~Stark()
		{
			delete targaryen;
			cout<<"~Stark"<<endl;
		}
};

class Targaryen
{
  private:
	Stark *stark;

  public:
	void prin() { cout << "targaryen love stark" << endl; }
	~Targaryen()
	{
		delete stark;
		cout << "~Targaryen" << endl;
	}
};

int main()
{
	Targaryen *tar    = new Targaryen;
	Stark     *stark  = new Stark;

	delete stark;

	system("pause");
	return 0;
}

打印结果：

正常来说，我们要求的结果是两个对象都要析构掉，但是我们可以debug执行看到，并没有全部析构，显然不是我们的需求！

那么换一种智能指针的写法，看看结果怎么样：

class Stark;
class Targaryen;

class Stark
{
	private:
	  //Targaryen *targaryen;
	shared_ptr<Targaryen> share_tar;
	public:
		void prin(){cout<<"stark love targaryen"<<endl;}
		void setTargaryen(shared_ptr<Targaryen> tar)
		{
			this->share_tar = tar;
		}
		~Stark()
		{
			//delete targaryen;
			cout<<"~Stark"<<endl;
		}
};

class Targaryen
{
  private:
	//Stark *stark;
	shared_ptr<Stark> share_stark;
	//weak_ptr<Stark> weak_stark;

  public:
	void prin() { cout << "targaryen love stark" << endl; }
	void setStark(shared_ptr<Stark> stark)
	{
		this->share_stark = stark;
	}
	~Targaryen()
	{
		//delete stark;
		cout << "~Targaryen" << endl;
	}
};

int main()
{
	weak_ptr<Stark> wpstark;
	weak_ptr<Targaryen> wptar;

	//Targaryen *tar    = new Targaryen;
	//Stark     *stark  = new Stark;
	{
	shared_ptr<Targaryen> tar(new Targaryen);
	shared_ptr<Stark> stark(new Stark);
	tar->prin();
	stark->prin();
	tar->setStark(stark);
	stark->setTargaryen(tar);
	wpstark = stark;
	wptar = tar;
	cout << tar.use_count() << endl;
	cout << stark.use_count() << endl;
	}

	cout << wpstark.use_count() << endl;
	cout << wptar.use_count() << endl;

	//delete stark;

	system("pause");
	return 0;
}

我们希望在main中第一对{}号结束的时候，打印析构函数，但是并没有

那我们再换一种写法：

class Stark;
class Targaryen;

class Stark
{
	private:
	  //Targaryen *targaryen;
	shared_ptr<Targaryen> share_tar;
	public:
		void prin(){cout<<"stark love targaryen"<<endl;}
		void setTargaryen(shared_ptr<Targaryen> tar)
		{
			this->share_tar = tar;
		}
		~Stark()
		{
			//delete targaryen;
			cout<<"~Stark"<<endl;
		}
};

class Targaryen
{
  private:
	//Stark *stark;
	//shared_ptr<Stark> share_stark; ////这里变了~~~~~~~~~~~~
	weak_ptr<Stark> weak_stark;

  public:
	void prin() { cout << "targaryen love stark" << endl; }
	void setStark(shared_ptr<Stark> stark)
	{
		this->weak_stark = stark;
	}
	~Targaryen()
	{
		//delete stark;
		cout << "~Targaryen" << endl;
	}
};

这次结果还是令人满意的。

那么问题来了，为什么要这么做呢？为什么要用weak_ptr取代shared_ptr呢？

我们看weak_ptr的官方定义：

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。

这种就是一种环状的情况。

另外，还有一点要注意：

 int main()
 {
     {
         int *a = new int;
         std::shared_ptr<int> p1(a);
         std::shared_ptr<int> p2(a);
     }
     system("pause");
     return ;
 }

这样写会报错。因为，析构的时候，指针a会被delete两次。因此，为了避免这种情况的发生，我们尽可能不适用new来初始化shared_ptr。而是用make_shared；

 class Mars
 {
   public:
     Mars ()
     {
         cout << this << ": Mars" << endl;
     }
     ~Mars()
     {
         cout << this << ": ~Mars" << endl;
     }
 };
 int main()
 {
     {
         Mars pMars;
         shared_ptr<Mars> p1 = make_shared<Mars >(pMars);
         shared_ptr<Mars> p2 = make_shared<Mars >(pMars);
     }
     system("pause");
     return ;
 }

这玩意儿太复杂了~只是清楚大概是干什么的。但是还不会用……以及什么时候用，关键是我们这公司平时也不用，这就尴尬了。

用shared_ptr，不用new
使用weak_ptr来打破循环引用
用make_shared来生成shared_ptr
用enable_shared_from_this来使一个类能获取自身的shared_ptr

结束！以后有时间再慢慢研究。

大部分都是抄的：

https://zh.cppreference.com/w/cpp/memory/shared_ptr

https://www.cnblogs.com/wxquare/p/4759020.html

https://blog.csdn.net/worldwindjp/article/details/18843087

https://heleifz.github.io/14696398760857.html