c++——智能指針學習（shared_ptr和weak_ptr）

 先看一個例子：Stark和Targaryen家族你中有我，我中有你。我們設計以下類企圖避免內存泄漏，使得析構函數都能調用到：

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

class Stark;
class Targaryen;

class Stark
{
	private:
	  Targaryen *targaryen;

	public:
		void prin(){cout<<"stark love targaryen"<<endl;}
		~Stark()
		{
			delete targaryen;
			cout<<"~Stark"<<endl;
		}
};

class Targaryen
{
  private:
	Stark *stark;

  public:
	void prin() { cout << "targaryen love stark" << endl; }
	~Targaryen()
	{
		delete stark;
		cout << "~Targaryen" << endl;
	}
};

int main()
{
	Targaryen *tar    = new Targaryen;
	Stark     *stark  = new Stark;

	delete stark;

	system("pause");
	return 0;
} 

 打印結果：

正常來說，我們要求的結果是兩個對象都要析構掉，但是我們可以debug執行看到，並沒有全部析構，顯然不是我們的需求！

那么換一種智能指針的寫法，看看結果怎么樣：

class Stark;
class Targaryen;

class Stark
{
	private:
	  //Targaryen *targaryen;
	shared_ptr<Targaryen> share_tar;
	public:
		void prin(){cout<<"stark love targaryen"<<endl;}
		void setTargaryen(shared_ptr<Targaryen> tar)
		{
			this->share_tar = tar;
		}
		~Stark()
		{
			//delete targaryen;
			cout<<"~Stark"<<endl;
		}
};

class Targaryen
{
  private:
	//Stark *stark;
	shared_ptr<Stark> share_stark;
	//weak_ptr<Stark> weak_stark;

  public:
	void prin() { cout << "targaryen love stark" << endl; }
	void setStark(shared_ptr<Stark> stark)
	{
		this->share_stark = stark;
	}
	~Targaryen()
	{
		//delete stark;
		cout << "~Targaryen" << endl;
	}
};

int main()
{
	weak_ptr<Stark> wpstark;
	weak_ptr<Targaryen> wptar;

	//Targaryen *tar    = new Targaryen;
	//Stark     *stark  = new Stark;
	{
	shared_ptr<Targaryen> tar(new Targaryen);
	shared_ptr<Stark> stark(new Stark);
	tar->prin();
	stark->prin();
	tar->setStark(stark);
	stark->setTargaryen(tar);
	wpstark = stark;
	wptar = tar;
	cout << tar.use_count() << endl;
	cout << stark.use_count() << endl;
	}

	cout << wpstark.use_count() << endl;
	cout << wptar.use_count() << endl;

	//delete stark;

	system("pause");
	return 0;
} 

 我們希望在main中第一對{}號結束的時候，打印析構函數，但是並沒有

那我們再換一種寫法：

 

class Stark;
class Targaryen;

class Stark
{
	private:
	  //Targaryen *targaryen;
	shared_ptr<Targaryen> share_tar;
	public:
		void prin(){cout<<"stark love targaryen"<<endl;}
		void setTargaryen(shared_ptr<Targaryen> tar)
		{
			this->share_tar = tar;
		}
		~Stark()
		{
			//delete targaryen;
			cout<<"~Stark"<<endl;
		}
};

class Targaryen
{
  private:
	//Stark *stark;
	//shared_ptr<Stark> share_stark; ////這里變了~~~~~~~~~~~~
	weak_ptr<Stark> weak_stark;

  public:
	void prin() { cout << "targaryen love stark" << endl; }
	void setStark(shared_ptr<Stark> stark)
	{
		this->weak_stark = stark;
	}
	~Targaryen()
	{
		//delete stark;
		cout << "~Targaryen" << endl;
	}
};

 這次結果還是令人滿意的。

那么問題來了，為什么要這么做呢？為什么要用weak_ptr取代shared_ptr呢？

我們看weak_ptr的官方定義：

std::weak_ptr 是一種智能指針，它對被 std::shared_ptr 管理的對象存在非擁有性（“弱”）引用。在訪問所引用的對象前必須先轉換為 std::shared_ptr。

std::weak_ptr 用來表達臨時所有權的概念：當某個對象只有存在時才需要被訪問，而且隨時可能被他人刪除時，可以使用 std::weak_ptr 來跟蹤該對象。需要獲得臨時所有權時，則將其轉換為 std::shared_ptr，此時如果原來的 std::shared_ptr 被銷毀，則該對象的生命期將被延長至這個臨時的 std::shared_ptr 同樣被銷毀為止。

std::weak_ptr 的另一用法是打斷 std::shared_ptr 所管理的對象組成的環狀引用。若這種環被孤立（例如無指向環中的外部共享指針），則 shared_ptr 引用計數無法抵達零，而內存被泄露。能令環中的指針之一為弱指針以避免此情況。

這種就是一種環狀的情況。

另外，還有一點要注意：

int main()
{
    {
        int *a = new int;
        std::shared_ptr<int> p1(a);
        std::shared_ptr<int> p2(a);
    }
    system("pause");
    return 0;
}

這樣寫會報錯。因為，析構的時候，指針a會被delete兩次。因此，為了避免這種情況的發生，我們盡可能不適用new來初始化shared_ptr。而是用make_shared；

class Mars
{
  public:
    Mars ()
    {
        cout << this << ": Mars" << endl;
    }
    ~Mars()
    {
        cout << this << ": ~Mars" << endl;
    }
};
int main()
{
    {
        Mars pMars;
        shared_ptr<Mars> p1 = make_shared<Mars >(pMars);
        shared_ptr<Mars> p2 = make_shared<Mars >(pMars);
    }
    system("pause");
    return 0;
}

這玩意兒太復雜了~只是清楚大概是干什么的。但是還不會用……以及什么時候用，關鍵是我們這公司平時也不用，這就尷尬了。

用shared_ptr，不用new
使用weak_ptr來打破循環引用
用make_shared來生成shared_ptr
用enable_shared_from_this來使一個類能獲取自身的shared_ptr

結束！以后有時間再慢慢研究。

 

大部分都是抄的：

https://zh.cppreference.com/w/cpp/memory/shared_ptr

https://www.cnblogs.com/wxquare/p/4759020.html

https://blog.csdn.net/worldwindjp/article/details/18843087

https://heleifz.github.io/14696398760857.html