Th5.4：智能指针(weak_ptr)之详述

本小节回顾学习的知识点分别是weak_ptr常用的概述、常用操作、尺寸等问题。

今天总结的知识分为以下3个大点：

（1）weak_ptr概述
    （1.1）weak_ptr的创建
（2）weak_ptr的常用操作
    （2.1）use_count()
    （2.2）expired()
    （2.3）reset()
    （2.4）lock()
（3）尺寸问题

（1）weak_ptr概述：

        weak_ptr：“弱共享”/“弱引用”，作用：监视shared_ptr（强引用）的生命周期/用以辅助shared_ptr进行工作的！（人话：weak_ptr可以监视到它所指向的对象是否还存在！）

weak“弱”，反义词“强”。弱指的是weak_ptr，而强指的是shared_ptr。这里的弱就弱在weak_ptr控制不了所指向对象的生存期。且weak_ptr不是一种独立的智能指针，它依赖于shared_ptr而存在！。

        解释：weak_ptr也是一个类模板，也是一个智能指针。这个weak_ptr智能指针是指向一个由shared_ptr管理的对象的！但是，这个weak_ptr智能指针是不控制所指向对象的生命周期的！
换句话说：将weak_ptr绑定到shared_ptr所指向的对象时并不会改变shared_ptr的引用计数！

        注意①：weak_ptr的构造和析构是不会增加或减少shared_ptr所指向对象的引用计数的！但是“弱”引用计数会改变，也即改变weak_ptr的引用计数！！！

        注意②：当shared_ptr所指向的对象的引用计数从1-》0时，需要释放其所指向的对象，那么不论是否有别的weak_ptr指向该对象，都会正常让shared_ptr释放其所指向的对象。

        注意③：只有强（也既shared_ptr的）引用计数才会影响对象的生命周期，弱（也既weak_ptr的）引用计数是不会影响对象的生命周期的！

（1.1）weak_ptr的创建：

请看以下的代码：

shared_ptr sp = make_shared(1);//创建一个shared_ptr指针
weak_ptr wp(sp);//用shared_ptr来初始化weak_ptr

（2）weak_ptr的常用操作
    （2.1）.use_count()：    

        .use_count()方法的功能是：用以获取与其共享的所指向对象的其他shared_ptr指针的数量，或者说获取当前“强引用”所管理的资源的引用计数的个数。

请看以下的代码：

auto pi = make_shared(111);
auto pi2(pi);//pi2是一个shared_ptr
weak_ptr piw(pi);
int n = piw.use_count();
cout << "n = " << n << endl;

运行结果：

    （2.2）.expired()：    

        .expired()方法的功能是：用来判断所观测到资源是否已经被释放了（即判断.use_count()方法是否为0，为0就表示该强引用所指向对象就不存在了，过期了；否则就表示还没过期，也即强引用所指向的对象还存在~）过期，返回true；未过期，返回false；

请看以下的代码：

auto pi = make_shared(111);
auto pi2(pi);//pi2是一个shared_ptr
weak_ptr piw(pi);
int n = piw.use_count();
cout << "n = " << n << endl;
pi.reset();
pi2.reset();
if (piw.expired()) {
	cout << "该weak_ptr所指向的资源已经被释放了！" << endl;
}

 运行结果：

   （2.3）.reset()：

        .reset()方法的功能是：在弱引用weak_ptr中，.reset()方法的作用是将该弱引用指针设置为空nullptr，但不影响指向该对象的强引用数量，只会使得其弱引用数量减少。

请看以下的代码：

auto pi = make_shared(111);
auto pi2(pi);//pi2是一个shared_ptr
weak_ptr piw(pi);
weak_ptr piw2(pi);
piw.reset();
piw2.reset();

运行结果：

        在执行piw.reset()这行代码前的运行结果：

        在执行了piw.reset()这行代码后的运行结果：

        在执行了piw2.reset()这行代码后的运行结果：

 

可见，weak_ptr智能指针的.reset()方法会使得弱引用次数减少，但是不会影响强引用次数。

   （2.4）.lock()：

        .lock()方法的功能是：判断weak_ptr所指向的shared_ptr对象是否存在。若存在，则这个lock方法会返回一个指向该对象的shared_ptr指针；若它所指向的这个shared_ptr对象不存在，则lock()函数会返回一个空的shared_ptr。

请看以下代码：

auto p1 = make_shared(42);
weak_ptr pw;
pw = p1;//用shared_ptr给weak_ptr赋值
if (!pw.expired()) {
	auto p2 = pw.lock();//.lock()方法返回一个shared_ptr,并且此时强引用计数为2
	if (p2) {
		//p2非空，表明pw所指向的shared_ptr所管理的对象此时没有expire
		cout << "p2还在呢!" << endl;
	}
	else {
		cout << "p2不在了呢!" << endl;
	}
}

（3）尺寸（占用的内存空间）问题：

        weak_ptr的尺寸和shared_ptr的尺寸是一样大的，都是裸指针的2倍。且他们都有2种指针，一个都指向T类型的对象，另一个都指向同一个控制块！

        它们的第一个指针都指向某类型的对象，第二个指针都指向一个很大的数据类型：控制块。这个控制块含有：

        1---所指向对象的强引用计数

        2---所指向对象的弱引用计数

        3---其他data：比如自定义的删除器指针等等

请看以下代码：

weak_ptr pw;
int a = 1;
int* p = &a;
cout << sizeof(p) << endl;//8字节 
cout << sizeof(pw) << endl;//16字节 = 2 * 8 字节

        以上就是我总结的关于weak_ptr常用的概述、常用操作、尺寸等问题的笔记。希望你能读懂并且消化完，也希望自己能牢记这些小小的细节知识点，加油吧，我们都在coding的路上~