2.智能指针之weak_ptr

2.智能指针之weak_ptr

   一、当然在某些情况下，shared_ptr有可能造成循环引用，这样就造成了shared_ptr的引用次数一直大于0，也就不可能去释放该指针，也就造成了传说中的内存泄漏。等下，我们想想，我们起始使用智能指针的的目的就是防止内存泄漏，而循环引用又必然造成内存泄漏。说到这里，我们回顾我们这一节的题目weak_ptr,对滴，为了解决该问题，我们的标准库又引入了另外一个智能指针weak_ptr。

考虑一下下面这种情况

#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;
class Person {
public:
    string name;
    shared_ptr mother;
    shared_ptr father;
    vector> kids;
    Person (const string& n,shared_ptr m = nullptr,shared_ptr f = nullptr)
    : name(n), mother(m), father(f) {
}
~Person()
 {
    cout << "delete " << name << endl;
}
};
shared_ptr initFamily (const string& name)
{
    shared_ptr mom(new Person(name+"’s mom"));
    shared_ptr dad(new Person(name+"’s dad"));
    shared_ptr kid(new Person(name,mom,dad));
    mom->kids.push_back(kid);
    dad->kids.push_back(kid);
    return kid;
}
int main()
{
    shared_ptr p = initFamily("nico");
    cout << "nico’s family exists" << endl;
    cout << "- nico is shared " << p.use_count() << " times" << endl;
    cout << "- name of 1st kid of nico’s mom: "
         << p->mother->kids[0]->name << endl;
    p = initFamily("jim");
    cout << "jim’s family exists" << endl;
}

在上面这个例子里，每调用一个initFamily就会生成三个对象，而其中儿子存在于父母的kids列表中，儿子中又有父母的引用，这样就造成了，无法释放该资源。

为了解决该问题，我们可以将

vector> kids;更改为vector> kids

这样就解决了程序中的循环引用。

weak_ptr对shared_ptr管理的对象存在弱引用。如果要访问weak_ptr引用的对象，须将weak_ptr转换为shared_ptr。

使用weak_ptr::lock()函数则可以返回其所引用的shared_ptr

 

注意：如果使用weak_ptr时不能确保shared_ptr中的资源是否已经释放，我们可以使用以下几种方式来确保该问题的发生。

1. 使用expired()，如果该对象已经被释放，则返回true（与使用use_count一样）

2. 使用shared_ptr的构造函数将weak_ptr转换为shared_ptr，然后使用，如果已经被释放了，则weak_ptr将抛出bad_weak_ptr这个标准异常。

3. 使用use_count（），但是这个标准库指出“use_count() is not necessarily efficient.”

二、使用shared_ptr时要注意这种情况：

int* p = new int;
shared_ptr sp1(p);
shared_ptr sp2(p);

   在这种情况下，sp1，与sp2都能释放p的资源，当sp1释放了资源之后，sp2在次释放则会出现异常，所以通常情况下，我们new 一个对象之后，立即创建一个智能指针管理该对象。

例如：

shared_ptr sp1(new int);
shared_ptr sp2(sp1); // OK

三、看下面这段代码

class Person {
public:
...
    void setParentsAndTheirKids (shared_ptr m = nullptr,
    shared_ptr f = nullptr) 
    {
        mother = m;
        father = f;
        if (m != nullptr) 
        {
            m->kids.push_back(shared_ptr(this)); // ERROR
        }
        if (f != nullptr) 
        {
            f->kids.push_back(shared_ptr(this)); // ERROR
        }
    }
...
};

在上面这个例子里，不能将this转换成shared_ptr，因为这样会有两组shared_ptr共同使用这个对象，就会造成上面提到的那个为题，这的资源将会被释放两次会引起异常。

可是怎么解决这个问题呢：

1. 在这个函数声明中再添加一个shared_ptr指针作为第三个参数。

2. 利用标准库提供的std::enable_shared_from_this

使用std::enable_shared_from_this：

class Person : public std::enable_shared_from_this
{
public:
...
    Person (const string& n,
    shared_ptr m = nullptr,
    shared_ptr f = nullptr)
    : name(n), mother(m), father(f)
    {
        if (m != nullptr) 
        {
            m->kids.push_back(shared_from_this()); 
        }    
        if (f != nullptr) 
        {
            f->kids.push_back(shared_from_this()); 
        }
    }
...
};

这里有一个需要注意的地方，那就是不能在构造函数中使用shared_from_this。

使用shared_from_this();函数时，该类需要从enable_shared_from_this派生。

四、cast 语义：

当需要转换指针时，用普通的static_cast不行，必须使用static_pointer_casrt;

例如：

auto p1 = shared_ptr(new int);

auto p2 = static_pointer_cast(p1);//ok

五、共享计数器

struct A
{
    int *n;
}

std::shared_ptr pA();
auto pN = std::shared_ptr(pA,pA->n);
cout<