什么时候std :: weak_ptr有用？

Question

我开始研究C ++ 11的智能指针，但看不到任何有用的用法std::weak_ptr。有人可以告诉我什么时候std::weak_ptr有用/必要吗？

Answer 1

一个很好的例子是缓存。

对于最近访问的对象，您希望将其保留在内存中，因此请牢牢指向它们。您会定期扫描缓存并确定最近未访问过哪些对象。您不需要将它们保留在内存中，因此可以摆脱强指针。

但是，如果该对象正在使用中，并且其他一些代码持有指向该对象的强大指针怎么办？如果缓存摆脱了指向对象的唯一指针，则它将再也找不到它。因此，高速缓存将微弱的指针指向需要查找的对象（如果它们恰好留在内存中）。

这正是弱指针的作用-如果对象仍然存在，它可以让您定位它，但是如果其他对象不需要它，则无法将其保留在对象周围。

Answer 2

std::weak_ptr是解决悬空指针问题的一种很好的方法。仅使用原始指针就不可能知道所引用的数据是否已被释放。相反，通过std::shared_ptr管理数据并提供std::weak_ptr给数据用户，用户可以通过调用expired()或来检查数据的有效性lock()。

您无法std::shared_ptr单独做到这一点，因为所有std::shared_ptr实例都共享在删除所有实例之前都不会删除的数据的所有权std::shared_ptr。这是如何使用来检查悬空指针的示例lock()：

#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 definition

    std::shared_ptr<int> sptr;

    // takes ownership of pointer

    sptr.reset(new int);

    *sptr = 10;

    // get pointer to data without taking ownership

    std::weak_ptr<int> weak1 = sptr;

    // deletes managed object, acquires new pointer

    sptr.reset(new int);

    *sptr = 5;

    // get pointer to new data without taking ownership

    std::weak_ptr<int> weak2 = sptr;

    // weak1 is expired!

    if(auto tmp = weak1.lock())

        std::cout << *tmp << '\n';

    else

        std::cout << "weak1 is expired\n";

    // weak2 points to new data (5)

    if(auto tmp = weak2.lock())

        std::cout << *tmp << '\n';

    else

        std::cout << "weak2 is expired\n";

}

Answer 3

另一个答案，希望更简单。（对于其他Google员工）

假设您有Team和Member对象。

显然，这是一种关系：Team对象将具有指向的指针Members。而且成员也可能有指向其Team对象的后向指针。

然后，您将有一个依赖周期。如果使用shared_ptr，则放弃引用时将不再自动释放对象，因为它们以循环方式相互引用。这是内存泄漏。

您可以使用来打破这一点weak_ptr。“所有者”通常使用shared_ptr与“拥有”使用weak_ptr它的父，并将其转换暂时到shared_ptr时，它需要访问它的父。

存储一个弱ptr：

weak_ptr<Parent> parentWeakPtr_ = parentSharedPtr; // automatic conversion to weak from shared

然后在需要时使用它

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