【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的指针设置为空,防止weak_ptr持有悬空的指针。为什么需要weak_ptr,很多情况下需要旁观或者使用一个共享资源,但不接受所有权,如为了防止递归的依赖关系,你就要旁观一个资源而不能拥有所有权,或者为了避免悬空指针(悬空指针和野指针的概念经常不太区分,都指那些指向已释放的或者访问受限制的内存的指针)。可以从一个weak_ptr构造一个shared_ptr以取得共享资源的所有权。

weak_ptr 的重要成员

	constexpr weak_ptr() noexcept;

  默认构造函数,不旁观任何资源

	template <class U> weak_ptr (const weak_ptr<U>& x) noexcept;
复制构造函数,让weak_ptr旁观x所引向的资源weak_ptr的引用计数不会变
	template <class U> weak_ptr (const shared_ptr<U>& x) noexcept;

  从一个shared_ptr构造一个weak_ptr,新的weak_ptr被配置为旁观x所引用的资源,x引用的资源计数不会改变,这意味着资源在析构时不会关心是否有weak_ptr在关注它。

	~weak_ptr();

  不改变引用计数,如果需要,析构函数会把*this与共享资源脱离开

	bool expired() const noexcept;

如果所观察的资源已经过期,即资源已经释放,返回true,如果保存的指针为非空,返回false

	shared_ptr<element_type> lock() const noexcept;
返回一个引向weak_ptr所观察的资源的shared_ptr,如果可以的话。如果没有这样的指针(即weak_ptr引向的是空指针),shared_ptr引向的也是空指针。否则shared_ptr所引向的资源的引用计数将正常递增。

  两种从weak_ptr生成shared_ptr的惯用法

weak_ptr是不允许访问资源的,有两种方法可以从weak_ptr创建shared_ptr:把weak_ptr传给shared_ptr的构造函数;或者调用weak_ptr的lock函数。选择哪一个方法取决于你认为一个空的weak_ptr是错误的抑或不是。shared_ptr的构造函数在接受一个空的weak_ptr指针时会抛出异常,如果使用lock成员函数,会在weak_ptr为空时返回一个空的shared_ptr。如果使用lock,正确方式是初始化时测试是否为空。

总结

weak_ptr是shared_ptr的一个重要伙伴,它允许我们打破递归的依赖关系,它还处理了一个关于悬空指针的常见问题,在共享一个资源时,它常用于那些不参与生存期管理的资源用户。不能使用裸指针,使用裸指针时无法知道资源是否已经被销毁,如果资源已经被释放,使用它将会引起灾难,通过使用weak_ptr,关于共享资源已被销毁的消息会通知所有观察它的weak_ptr。类似观察员模式的一个特例:当资源已经被销毁,所有对它感兴趣的都会收到消息。 

  对于以下情形要使用weak_ptr

打破递归的依赖关系

使用共享资源而不需要共享所有权

避免悬空的指针 

后记

本文出自beyond the C++  standard library,更多详情请自行查找本书。 

原文地址:https://www.cnblogs.com/learn-my-life/p/3817279.html