std::weak_ptr的使用、和shared_ptr 的区别与联系 、将 `std::weak_ptr` 作为参数传递的好处

std::weak_ptr

std::weak_ptr 是 C++ 标准库中的一个智能指针，用于解决共享资源的所有权问题。它允许共享资源的引用，但不会增加资源的引用计数。std::weak_ptr 与 std::shared_ptr 相互配合使用，可以避免引发循环引用导致的内存泄漏问题。

lock() 函数

std::weak_ptr 提供了 lock() 函数，用于获取一个指向共享资源的 std::shared_ptr。如果原始的 std::shared_ptr 已经被销毁或者过期，那么 lock() 函数将返回一个空的 std::shared_ptr。

std::shared_ptr<T> lock() const;

使用示例：

std::shared_ptr<int> sharedPtr = std::make_shared<int>(42);
std::weak_ptr<int> weakPtr(sharedPtr);

std::shared_ptr<int> lockedPtr = weakPtr.lock();
if (lockedPtr) {
    // 使用 lockedPtr 访问共享资源
} else {
    // 资源已经销毁或者过期
}

expired() 函数

std::weak_ptr 还提供了 expired() 函数，用于检查原始的 std::shared_ptr 是否已经被销毁或者过期。如果 expired() 返回 true，意味着 std::shared_ptr 已经不存在，无法通过 lock() 获取有效的 std::shared_ptr。

bool expired() const;

使用示例：

std::shared_ptr<int> sharedPtr = std::make_shared<int>(42);
std::weak_ptr<int> weakPtr(sharedPtr);

if (!weakPtr.expired()) {
    std::shared_ptr<int> lockedPtr = weakPtr.lock();
    // 使用 lockedPtr 访问共享资源
} else {
    // 资源已经销毁或者过期
}

use_count() 函数

std::weak_ptr 提供了 use_count() 函数，用于获取与 std::weak_ptr 共享相同资源的 std::shared_ptr 的引用计数。如果原始的 std::shared_ptr 已经被销毁或者过期，use_count() 返回 0。

long use_count() const;

使用示例：

std::shared_ptr<int> sharedPtr = std::make_shared<int>(42);
std::weak_ptr<int> weakPtr(sharedPtr);

long count = weakPtr.use_count();
// count 此时为 1，因为还存在一个 sharedPtr

std::shared_ptr 和 std::weak_ptr 的区别

• std::shared_ptr 是一个共享所有权的智能指针，可以多个 std::shared_ptr 同时指向同一个资源，并在最后一个 std::shared_ptr 被销毁时自动释放资源。
• std::weak_ptr 是 std::shared_ptr 的辅助类，它可以引用共享资源，但不拥有资源的所有权

，不会增加资源的引用计数。它主要用于解决循环引用导致的内存泄漏问题。

• std::shared_ptr 提供了 reset() 函数，可以显式地释放资源，并将 std::shared_ptr 置为空。
• std::weak_ptr 提供了 expired() 函数，用于检查原始的 std::shared_ptr 是否已经被销毁或者过期。
• std::shared_ptr 提供了 get() 函数，可以返回指向共享资源的原始指针。
• std::weak_ptr 提供了 lock() 函数，用于获取一个指向共享资源的有效的 std::shared_ptr。
• std::shared_ptr 提供了 use_count() 函数，用于获取与 std::shared_ptr 共享相同资源的 std::shared_ptr 的引用计数。

将 std::weak_ptr 作为参数传递有以下几个好处：

1. 避免循环引用和内存泄漏： 当两个或多个对象相互引用并且使用 std::shared_ptr 来管理资源时，可能会导致循环引用，使得资源无法被正确释放，从而导致内存泄漏。通过将 std::weak_ptr 作为参数传递，可以避免形成循环引用，因为 std::weak_ptr 不会增加资源的引用计数，也不会影响资源的生命周期。

2. 提高代码的灵活性和可扩展性： 通过接受 std::weak_ptr 作为参数，函数可以接受指向资源的 std::shared_ptr 或 std::weak_ptr。这使得函数能够处理被 std::shared_ptr 或其他类型智能指针管理的资源，并且不限制调用方只能使用 std::shared_ptr。

3. 延长资源的生命周期： 在一些情况下，我们可能需要暂时延长资源的生命周期，以便在函数中使用。通过接受 std::weak_ptr 作为参数，我们可以使用 lock() 函数获取一个有效的 std::shared_ptr，从而在函数内部临时增加资源的引用计数，确保资源在函数的执行期间不会被销毁。

综上所述，将 std::weak_ptr 作为参数传递可以避免循环引用和内存泄漏问题，提高代码的灵活性和可扩展性，并允许在函数内部临时增加资源的引用计数，延长资源的生命周期。这使得使用 std::weak_ptr 作为参数成为处理智能指针资源的一种常见做法。