1. weak_ptr 介绍

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指针前必须先转换为 std::shared_ptr。 主要用来表示临时所有权,当某个对象存在时才需要被访问。转换为shared_ptr的过程等于对象的shared_ptr 的引用计数加一,因此如果你使用weak_ptr获得所有权的过程中,原来的shared_ptr被销毁,则该对象的生命期会被延长至这个临时的 std::shared_ptr 被销毁为止。 weak_ptr还可以避免 std::shared_ptr 的循环引用。

std::weak_ptr简单使用:(编译系统:Linux centos 7.0 x86_64 编译器:gcc 4.8.5 )

#include <memory>
#include <iostream> class foo
{
public:
foo()
{
std::cout << "foo construct.." << std::endl;
} void method()
{
std::cout << "welcome Test foo.." << std::endl;
} ~foo()
{
std::cout << "foo destruct.." << std::endl;
}
}; int main()
{
// weak_ptr
foo* foo2 = new foo(); // share_ptr 管理对象
std::shared_ptr<foo> shptr_foo2(foo2); // weak_ptr 弱引用
std::weak_ptr<foo> weak_foo2(shptr_foo2); // 如果要获取数据指针,需要通过lock接口获取
weak_foo2.lock()->method(); std::shared_ptr<foo> tmp = weak_foo2.lock(); // 我们这边有尝试多次获取所有权(lock),看一下引用计数个数
std::cout << "shptr_foo2 RefCount: " << weak_foo2.lock().use_count() << std::endl; return 0;
}

执行结果:

```
bash-4.2$ ./share_ptr
foo construct..
welcome Test foo..
shptr_foo2 RefCount: 3
foo destruct..


<p style="font-size: 15px; text-indent:2em; letter-spacing:1px; font-family: '微软雅黑';">我们可以看到,weak_ptr多次通过lock转换成shared_ptr,获得shared_ptr后可以成功调用管理对象的方法,这个过程中<font color="#ff0000">引用计数是在增加的,因此如果原来的shared_ptr销毁是不影响你这个临时对象使用, 资源析构正常</font>。 下面是gnu STL 库中最后调用lock函数会跑到的地方,引用计数 + 1 。(GNU STL 文件:shared_ptr_base.h) </p> ![](https://img2018.cnblogs.com/blog/1285081/201809/1285081-20180929233137997-1131170390.png) <p style="color: #AD5D0F;font-weight: bold;font-size: 20px; font-family: '微软雅黑';">2. weak_ptr 实现和循环引用问题</p>
------ <p style="font-size: 15px; letter-spacing:1px; font-weight: bold; font-family: '微软雅黑';">1. shared_ptr 循环引用问题</p> <p style="font-size: 15px; text-indent:2em; letter-spacing:1px; font-family: '微软雅黑';">我们首先看一下循环引用的问题,具体代码如下: </p> 测试类:

include

include

class foo;

class Test

{

public:

Test()

{

std::cout << "construct.." << std::endl;

}

void method()
{
std::cout << "welcome Test.." << std::endl;
} ~Test()
{
std::cout << "destruct.." << std::endl;
}

public:

std::shared_ptr fooptr;

};

class foo

{

public:

foo()

{

std::cout << "foo construct.." << std::endl;

}

void method()
{
std::cout << "welcome Test foo.." << std::endl;
} ~foo()
{
std::cout << "foo destruct.." << std::endl;
}

public:

std::shared_ptr testptr;

};

main函数:

int main()

{

// 循环引用 测试

Test* t2 = new Test();

foo* foo1 = new foo();

std::shared_ptr<Test> shptr_Test(t2);
std::shared_ptr<foo> shptr_foo(foo1); std::cout << "shptr_Test RefCount: " << shptr_Test.use_count() << std::endl;
std::cout << "shptr_foo RefCount: " << shptr_foo.use_count() << std::endl; shptr_Test->fooptr = shptr_foo;
shptr_foo->testptr = shptr_Test; std::cout << "shptr_Test RefCount: " << shptr_Test.use_count() << std::endl;
std::cout << "shptr_foo RefCount: " << shptr_foo.use_count() << std::endl; return 0;

}

测试结果:

bash-4.2$ ./share_ptr

construct..

foo construct..

shptr_Test RefCount: 1

shptr_foo RefCount: 1

shptr_Test RefCount: 2

shptr_foo RefCount: 2

<p style="font-size: 15px; text-indent:2em; letter-spacing:1px; font-family: '微软雅黑';">从打印结果可以很明显的看出,经过循环引用, 对象引用计数变成了2,并且执行完后,<font color="#ff0000">资源没有释放,没有调用类的destruct(析构)函数</font>。</p>

<p style="font-size: 15px; text-indent:2em; letter-spacing:1px; font-family: '微软雅黑';">将类中的std::shared_ptr<foo> 换成 std::weak_ptr<foo>:</p>

class foo;

class Test

{

public:

Test()

{

std::cout << "construct.." << std::endl;

}

void method()
{
std::cout << "welcome Test.." << std::endl;
} ~Test()
{
std::cout << "destruct.." << std::endl;
}

public:

std::weak_ptr fooptr;

};

class foo

{

public:

foo()

{

std::cout << "foo construct.." << std::endl;

}

void method()
{
std::cout << "welcome Test foo.." << std::endl;
} ~foo()
{
std::cout << "foo destruct.." << std::endl;
}

public:

std::weak_ptr testptr;

};


<p style="font-size: 15px; text-indent:2em; letter-spacing:1px; font-family: '微软雅黑';">再看下weak_ptr的执行结果,可以看到<font color="#ff0000">计数正常,资源成功释放</font>:</p>

bash-4.2$ ./share_ptr

construct..

foo construct..

shptr_Test RefCount: 1

shptr_foo RefCount: 1

shptr_Test RefCount: 1

shptr_foo RefCount: 1

foo destruct..

destruct..

<p style="font-size: 15px;  letter-spacing:1px; font-weight: bold; font-family: '微软雅黑';">2. weak_ptr 实现</p>

<p style="font-size: 15px; text-indent:2em; letter-spacing:1px; font-family: '微软雅黑';">我们这边贴一下weak_ptr类的代码:</p>

template

class weak_ptr

{

public:

template

friend class weak_ptr;

template <class S>
friend class shared_ptr; constexpr weak_ptr() noexcept : m_iWeakRefCount(nullptr), m_ptr(nullptr) { } weak_ptr( const weak_ptr<T>& rhs ) noexcept : m_iWeakRefCount(rhs.m_iWeakRefCount)
{
m_ptr = rhs.lock().getPointer();
} weak_ptr( const shared_ptr<T>& rhs ) noexcept
: m_iWeakRefCount(rhs.m_iRefCount), m_ptr(rhs.m_ptr) { } template <typename S>
weak_ptr & operator=(const shared_ptr<S> & rhs)
{
m_ptr = dynamic_cast<T *>(rhs.m_ptr);
m_iWeakRefCount = rhs.m_iRefCount;
return *this;
} template <typename S>
weak_ptr & operator=(const weak_ptr<S> & rhs)
{
m_ptr = dynamic_cast<T *>(rhs.m_ptr);
m_iWeakRefCount = rhs.m_iWeakRefCount;
return *this;
} weak_ptr& operator=( const weak_ptr& rhs ) noexcept
{
m_iWeakRefCount = rhs.m_iWeakRefCount;
m_ptr = rhs.m_ptr; return *this;
} weak_ptr& operator=( const shared_ptr<T>& rhs ) noexcept
{
m_iWeakRefCount = rhs.m_iRefCount;
m_ptr = rhs.m_ptr; return *this;
} shared_ptr<T> lock() const noexcept
{
shared_ptr<T> tmp;
if(m_iWeakRefCount && *m_iWeakRefCount > 0)
{
tmp.m_iRefCount = m_iWeakRefCount;
tmp.m_ptr = m_ptr; if(tmp.m_iRefCount)
{
++(*tmp.m_iRefCount);
}
} return tmp;
} int use_count()
{
return *m_iWeakRefCount;
} bool expired() const noexcept
{
return *m_iWeakRefCount == 0;
} void Reset()
{
m_ptr = NULL;
m_iWeakRefCount = NULL;
}

private:

int * m_iWeakRefCount;

T* m_ptr;

};

<p style="font-size: 15px; text-indent:2em; letter-spacing:1px; font-family: '微软雅黑';">主要注意的是lock函数,如果计数指针为空,那么会返回一个空的shared_ptr,然后就是<font color="#ff0000">不能重载operator*和operator-> 操作符</font>。</p>

主要参考: <a href="https://zh.cppreference.com/w/cpp/memory/weak_ptr" target="_red"><font color=#00ffff size=5>cppreference.com</font></a>
完整实现见:<a href="https://github.com/Yejy813/stl_implement/tree/master/smart_ptr" target="_red"><font color=#00ffff size=5>smart_ptr</font></a> <p style="font-size: 15px; letter-spacing:1px; font-weight: bold; font-family: '微软雅黑';">3. enable_shared_from_this</p> <p style="font-size: 15px; text-indent:2em; letter-spacing:1px; font-family: '微软雅黑';">这边还有一个点也要介绍一下,那就是enable_shared_from_this,这个主要是为了处理<font color="#ff0000">在shared_ptr管理的对象中要使用该对象的指针所引出的问题</font>。 我们看下下面这个例子: </p>

class foo

{

public:

std::shared_ptr getptr()

{

// 如果类中要返回自己的指针怎么办?

return std::shared_ptr(this);

}

~foo()
{
std::cout << "foo destruct .. " << std::endl;
}

};

int main()

{

std::shared_ptr bp1(new foo());

bp1->getptr();

std::cout << "bp1.use_count() = " << bp1.use_count() << std::endl;

}

<p style="font-size: 15px; text-indent:2em; letter-spacing:1px; font-family: '微软雅黑';"><font color="#ff0000">看下结果,释放两次</font>:</p>

ash-4.2$ ./share_ptr

foo destruct ..

bp1.use_count() = 1

foo destruct ..

<p style="font-size: 15px; text-indent:2em; letter-spacing:1px; font-family: '微软雅黑';">其实我们都不用测试,因为你如果<font color="#ff0000">直接使用该对象的this指针又拷贝给另一个shared_ptr,那不就等于两个没有关系的shared_ptr管理同一个对象了吗? 释放的时候等于会调用两次该对象的析构函数</font>。enable_shared_from_this就是用来解决这个问题的。看下代码:</p>

class foo : public std::enable_shared_from_this

{

public:

std::shared_ptr getptr()

{

return shared_from_this();

}

~foo()
{
std::cout << "foo destruct .. " << std::endl;
}

};

int main()

{

std::shared_ptr bp1(new foo());

bp1->getptr();

std::cout << "bp1.use_count() = " << bp1.use_count() << std::endl;

}

<p style="font-size: 15px; text-indent:2em; letter-spacing:1px; font-family: '微软雅黑';">看下结果,成功释放:</p>

bash-4.2$ ./share_ptr

bp1.use_count() = 1

foo destruct ..


<p style="font-size: 15px; text-indent:2em; letter-spacing:1px; font-weight: bold; font-family: '微软雅黑';"><font color="#ff0000">总结一下,weak_ptr本质是以一种观察者的形象存在,它可以获取到观察主体的状态,但是无法获取直接获取到观察主体,无法直接对观察主体修改,无法释放观察主体的资源,你只能通过转换成shared_ptr来做一些事情。 和观察者模式很像,订阅,得到观察主体状态,在多线程环境下会比较管用! </font></p> <p style="font-size: 15px;text-indent:60em;letter-spacing:1px; font-family: '微软雅黑';">2018年9月30日00:40:02</p>

智能指针之 weak_ptr的更多相关文章

  1. [6] 智能指针boost::weak_ptr

    [1]boost::weak_ptr简介 boost::weak_ptr属于boost库,定义在namespace boost中,包含头文件 #include<boost/weak_ptr.hp ...

  2. 深入学习c++--智能指针(二) weak_ptr(打破shared_ptr循环引用)

    1. 几种智能指针 1. auto_ptr: c++11中推荐不使用他(放弃) 2. shared_ptr: 拥有共享对象所有权语义的智能指针 3. unique_ptr: 拥有独有对象所有权语义的智 ...

  3. C++2.0新特性(七)——<Smart Pointer(智能指针)之weak_ptr>

    一.weak_ptr出现的意义 上一节提到过shared_ptr,它会自动释放“不再需要使用的对象”的相应的资源,但是它不是万能的,在某些时候(比如说循环引用),它会显得力不从心,这就是weak_pt ...

  4. 【C++11新特性】 C++11智能指针之weak_ptr

    如题,我们今天要讲的是C++11引入的三种智能指针中的最后一个:weak_ptr.在学习weak_ptr之前最好对shared_ptr有所了解.如果你还不知道shared_ptr是何物,可以看看我的另 ...

  5. 【STL学习】智能指针之weak_ptr

    简介 weak_ptr是shared_ptr的观察者,它不会干扰shared_ptr所共享对象的所有权,当一个weak_ptr所观察的shared_ptr要释放它的资源时,它会把相关的weak_ptr ...

  6. 智能指针std::weak_ptr

    std::weak_ptr 避免shared_ptr内存泄漏的利器.

  7. C++智能指针--weak_ptr

    weak_ptr是对对象的一种弱引用,它不会添加对象的引用计数.weak_ptr和shared_ptr之间能够相互转换.shared_ptr能够直接赋值给week_ptr,week_ptr可通过调用l ...

  8. Boost智能指针——weak_ptr

    循环引用: 引用计数是一种便利的内存管理机制,但它有一个很大的缺点,那就是不能管理循环引用的对象.一个简单的例子如下: #include <string>#include <iost ...

  9. c++智能指针(unique_ptr 、shared_ptr、weak_ptr、auto_ptr)

    一.前序 什么是智能指针? ——是一个类,用来存储指针(指向动态分配对象也就是堆中对象的的指针). c++的内存管理是让很多人头疼的事,当我们写一个new语句时,一般就会立即把delete语句直接也写 ...

随机推荐

  1. JSON脱敏

    https://blog.csdn.net/yuan487639/article/details/79151344

  2. C 语言实例 - 字符串排序

    C 语言实例 - 字符串排序 C 语言实例 C 语言实例 按字典顺序排序. 实例 #include<stdio.h> #include <string.h> int main( ...

  3. java string(转)

    初探Java字符串 优化变成了忧患:String.split引发的“内存泄露” String是java中的无处不在的类,使用也很简单.初学java,就已经有字符串是不可变的盖棺定论,解释通常是:它是f ...

  4. java 8 lamda Stream的Collectors.toMap 参数

    使用toMap()函数之后,返回的就是一个Map了,自然会需要key和value.toMap()的第一个参数就是用来生成key值的,第二个参数就是用来生成value值的.第三个参数用在key值冲突的情 ...

  5. java数据结构----带权图

    1.带权图:要引入带权图,首先要引入最小生成树,当所有的边拥有相同的权值时.问题变得简单了,算法可以选择任意一条边加入最小生成树.但是当边有不同的权值时,需要用一些算法决策来选择正确的边. 2.带权图 ...

  6. 牛客练习赛42C(枚举权值)

    传送门 思路:既然无法枚举每个情况,那就枚举每个出现过的权值,加和.那么每个权值出现了多少次呢?用总数减去一次都选不中这个数的次数即可,类似概率的方法. #include <bits/stdc+ ...

  7. SDIO学习

    https://baijiahao.baidu.com/s?id=1561100856106707&wfr=spider&for=pc http://www.eepw.com.cn/a ...

  8. 8593 最大覆盖问题 two pointer

    8593 最大覆盖问题 时间限制:50MS  内存限制:1000K提交次数:193 通过次数:88 题型: 编程题   语言: G++;GCC;VC Description 输入格式 第1行是正整数n ...

  9. java数据类型是有符号的,那与有些无符号的如何区别

    一.首先需要明白数据类型有符号与无符号的概念 最明显的区别就是二者表示的范围不同: 无符号数中,所有的位都用于直接表示该值的大小.有符号数中最高位用于表示正负,所以,当为正值时,该数的最大值就会变小. ...

  10. 一步步实现自己的ORM(四)

    通过前3章文章,大致对ORM有一定的了解,但也存在效率低下(大量用了反射)和重复代码,今天我们要对ORM进行优化. 具体流程如下: 我们优化的第一个就是减少反射调用,我的思路是定义一个Mapping, ...