c++ - shared_ptr中weak_ptr的作用

Question

我了解 shared_ptr 的工作原理，除了 weak_ptr 的作用。我知道当引用计数不为零时它会检测循环引用，但除此之外我不明白它是如何做到这一点的。它有什么作用？

Answer 1

另请参阅:When is std::weak_ptr useful?为什么和How does weak_ptr work?如何。

我将提供一个示例来说明我是如何使用它的，尽管我编写的示例代码有点令人费解，请耐心等待:

#include <vector>
#include <memory>
#include <ostream>

int main()
{
  // Fill container with values 1-50. This container OWNS these values.
  std::vector<std::shared_ptr<int>> owning_container;
  for(int i = 1; i <= 50; ++i)
  {
    owning_container.emplace_back(std::make_shared<int>(i));
  }

  // Create a sepearate container that references all owned values that are multiples of 5.
  std::vector<std::weak_ptr<int>> referencing_container;
  for(std::shared_ptr<int> const& i : owning_container)
  {
    if((*i) % 5 == 0)
    {
      // Make weak_ptr that references shared_ptr
      referencing_container.emplace_back(i);
    }
  }

  // Go through the owned values and delete all that are multiples of 10.
  for(auto it = owning_container.begin(); it != owning_container.end();)
  {
    std::shared_ptr<int> const& i = *it;
    if(*i % 10 == 0)
    {
      it = owning_container.erase(it);
    }
    else
    {
      ++it;
    }
  }

  // Now go through the referencing container and print out all values.
  // If we were dealing with raw pointers in both containers here we would access deleted memory,
  //   since some of the the actual resources (in owning_container) that referencing_container
  //   references have been removed.
  for(std::weak_ptr<int> const& i_ref : referencing_container)
  {
    // Check if the shared resource still exists before using it (purpose of weak_ptr)
    std::shared_ptr<int> i = i_ref.lock();
    if(i)
    {
      std::cout << *i << std::endl;
    }
  }

  return 0;
}

这里我们有一个容器，其中包含一些共享资源 - 在本例中为整数 - ( shared_ptr )，另一个容器需要引用 ( weak_ptr )。引用不拥有资源，它只需要能够访问它如果它存在。为了判断被引用的资源是否仍然存在，我们将 weak_ptr 转换为到 shared_ptr使用 weak_ptr::lock() .那些仍然存在的资源将具有有效的 shared_ptr由 lock() 返回.那些不再存在的将返回 null shared_ptr . shared_ptr有一个 operator bool()我们可以在尝试使用它之前检查它是否为 null。

如果您制作的游戏中的每个对象都由 game_object 表示，那么情况可能不太复杂。 .假设您有某种寻找敌人的逻辑，需要目标 game_object寻求。使用上面的方法，你可以让敌人捕获 weak_ptr<game_object> .它不拥有这个 game_object .如果其他东西杀死了它的目标，它的目标就应该死；如果敌人持有 shared_ptr 会发生这种情况，不会卡在某种边缘状态反而。这样如果敌人的目标还活着(它可以通过锁定 weak_ptr 来检查)，它可以执行搜索逻辑；否则它可以找到新的目标。 game_object 的“所有者”可能是某种 game_world类 - 这将有一个容器 shared_ptr<game_object> .当敌人需要一个新目标时，它可以搜索这个容器并创建它的 weak_ptr来自 game_world的 shared_ptr .