C++小品：weak_ptr与传达室的花名册

C++小品：weak_ptr与传达室的花名册

原文来自：

http://imcc.blogbus.com/logs/162618478.html

在C++11中，我们可以使用shared_ptr管理某个对象的所有权，负责对象的析构。然而在某些情况下，我们只是希望安全的访问某个对象，而不想拥有这个对象的所有权，对这个的析构负责（有点像电视剧中的那些不负责任的男人哦，只是玩玩而已，不会负责）。在这种情况下，我们可以使用表示弱引用的weak_ptr。

weak_ptr可以由一个shared_ptr构建，表示这个weak_ptr拥有这个shared_ptr所指向的对象的访问权，注意，这里仅仅是访问权，它不会改变智能指针的引用计数，自然也就不会去析构这个对象。利用weak_ptr，我们就可以安全地访问那些不具备所有权的对象。

一个现实中的例子就是学校的传达室，传达室拥有一本学生的名单，如果某个电话来了找某个学生，传达室会根据花名册去尝试访问这个学生，如果这个学生还在学校，就直接呼叫这个学生，如果已经离开了，这给这个学生留一个消息。在这里，花名册上的学生可能还在学校（对象还存在），也可能已经离开学校（对象已经析构），我们都需要对其进行访问，而weak_ptr就是用来访问这种不确定是否存在的对象的。

#include <iostream>
#include <map>
#include <algorithm>
#include <memory>
using namespace std;

// 学校的同学
class human
{
public:
human(string _n):name(_n)
{};
~human()
{
cout<<name<<" was destructed."<<endl;
}
void call() // 嘿，有个电话找你
{
cout<<name<<" was called."<<endl;
}
private:
string name;
};
// 传达室
class doorman
{
public:
doorman(map<string,shared_ptr<human>> humans)
{
// 根据学生对象构造花名册，注意其中保存的是有shared_ptr构造的weak_ptr
for_each(humans.begin(),humans.end(),
[&names](pair<string,shared_ptr<human>> h)
{
names[h.first] = weak_ptr<human>(h.second);
});
}
// 有个电话打到了传达室
void call(string name)
{
// 找找看，花名册中有没有这个学生
auto it = names.find(name);
// 如果有
if(it!=names.end())
{
auto man = (*it).second;
// 用lock()函数尝试获得weak_ptr所指向的shared_ptr，保存为p
if(auto p = man.lock())
p->call(); // 如果找到关联的shared_ptr，也就是这个对象还存在，也就是这个学生还在学校，呼叫之
else // 如果无法得到关联的shared_ptr，表示这个对象已经不存在了，学生离开了学校，只能给他留一个消息了
{
leavemsg(name);
}
}
else // 如果花名册中根本没有这个名字
{
cout<<name<<" is not in the school."<<endl;
}
}
void leavemsg(string name)
{
cout<<name<<" has left school.I will leave a message for him."<<endl;
}
private:
map<string,weak_ptr<human>> names; // 传达室的花名册
};
int main()
{
// 学校的学生
map<string,shared_ptr<human>> humans;
humans["Jiawei"] = make_shared<human>("Jiawei");
humans["Chen"] = make_shared<human>("Chen");
humans["Xibei"] = make_shared<human>("Xibei");

// 传达室，根据学生构造一个花名册
doorman dm(humans);
// 有人找Chen
dm.call("Chen");
// 有人找Fu
dm.call("Fu");

// Chen离开学校，对象被析构
humans.erase("Chen");
// 又有人打来电话找Chen，这时他已经不在学校，只能给他留一个消息了
dm.call("Chen");
// 有人找Jiawei，她还在学校呢，直接叫她
dm.call("Jiawei");
return 0;
}
从这段程序的输出，我们也可以看出，我们在删除humans容器中的Chen这个元素是，对应的human对象也被析构，doorman中指向这个对象的weak_ptr并不影响它的析构，当我们再次尝试访问这个对象时候，lock()无法成功获得与之关联的shared_ptr，也就无法对其进行访问了。

Chen was called.
Fu is not in the school.
Chen was destructed.
Chen has left school.I will leave a message for him.
Jiawei was called.
Xibei was destructed.
Jiawei was destructed.

这里大家可能会问，为什么不在doorman中使用裸指针呢？。。。

那么，为什么不直接使用shared_ptr呢？ 参考原文。

总结起来，weak_ptr用于访问了那些不具备所有权的，可能存在也可能不存在的对象。