Question

我理解shared_ptr如何工作，除了weak_ptr的角色。我理解它在那里检测循环引用，当引用计数不为零时，但除此之外我不能完全理解它是如何做到的。它做了什么？

Answer 1

另请参阅：When is std::weak_ptr useful?了解原因，How does weak_ptr work?了解原因。

我将举例说明我如何使用它，虽然我掀起的示例代码有点令人费解，所以请耐心等待：

#include <vector>
#include <memory>
#include <ostream>

int main()
{
  // Fill container with values 1-50. This container OWNS these values.
  std::vector<std::shared_ptr<int>> owning_container;
  for(int i = 1; i <= 50; ++i)
  {
    owning_container.emplace_back(std::make_shared<int>(i));
  }

  // Create a sepearate container that references all owned values that are multiples of 5.
  std::vector<std::weak_ptr<int>> referencing_container;
  for(std::shared_ptr<int> const& i : owning_container)
  {
    if((*i) % 5 == 0)
    {
      // Make weak_ptr that references shared_ptr
      referencing_container.emplace_back(i);
    }
  }

  // Go through the owned values and delete all that are multiples of 10.
  for(auto it = owning_container.begin(); it != owning_container.end();)
  {
    std::shared_ptr<int> const& i = *it;
    if(*i % 10 == 0)
    {
      it = owning_container.erase(it);
    }
    else
    {
      ++it;
    }
  }

  // Now go through the referencing container and print out all values.
  // If we were dealing with raw pointers in both containers here we would access deleted memory,
  //   since some of the the actual resources (in owning_container) that referencing_container
  //   references have been removed.
  for(std::weak_ptr<int> const& i_ref : referencing_container)
  {
    // Check if the shared resource still exists before using it (purpose of weak_ptr)
    std::shared_ptr<int> i = i_ref.lock();
    if(i)
    {
      std::cout << *i << std::endl;
    }
  }

  return 0;
}

这里我们有一个包含一些共享资源的容器 - 在这种情况下为（shared_ptr），另一个容器需要引用（weak_ptr）。引用不拥有资源，只需要能够访问（如果存在）。为了判断被引用的资源是否仍然存在，我们使用weak_ptr将shared_ptr转换为weak_ptr::lock()。那些仍然存在的资源将由shared_ptr返回有效的lock()。那些不再存在的将返回null shared_ptr。 shared_ptr有一个operator bool()，我们可以在尝试使用它之前检查它是否为空。

如果您制作的游戏中游戏中的每个对象都由game_object表示，则可能会出现一个不太复杂的情况。假设你对某个需要目标game_object寻求的敌人有某种寻求逻辑。使用上述方法，你可以让敌人抓住weak_ptr<game_object>。它不拥有此game_object。如果其他东西杀死其目标，其目标应该死亡;如果敌人持有shared_ptr而不会陷入某种不稳定状态。这样，如果敌人的目标仍然存活（可以通过锁定weak_ptr来检查），它可以执行搜索逻辑;否则它可以找到新的目标。 game_object的“所有者”可能是某种game_world类 - 这将有一个shared_ptr<game_object>的容器。当敌人需要新目标时，它可以搜索此容器并从weak_ptr的{{1}}创建game_world。

Answer 2

弱指针不会声明资源的所有权，但只能引用它。因此，他们不允许您以任何方式操作资源，除了再次声明所有权（使用weak_ptr::lock()方法）。恕我直言，这种行为所需的最常见的现实生活情况是循环依赖和（不太频繁）缓存。

仅使用共享指针进行的循环依赖是事实上的内存泄漏，因为指针的相互引用计数永远不会小于1：如果没有其他东西拥有A，那么B仍然会这样做，反之亦然。弱指针不会检测到＆＃39;这个情况。只是通过打破所有权循环，它只是不会让麻烦陷入困境。您可能仍然会连接链的末端＆＃39;通过锁定弱指针，但你可能通过弱指针获得的任何共享指针都不会存在。

缓存的问题是，缓存通常不应该影响缓存内容的生命周期，它不是缓存的职责。但是，如果缓存将保存共享指针，那么您将无法终止缓存对象的生命周期而无需与缓存进行通信，这通常很不方便。

weak_ptr在shared_ptr中的作用

2 个答案: