class="tags" href="/tags/CLASS.html" title=class>class="link_title">Boost智能指针——weak_ptr

循环引用：

引用计数是一种便利的内存管理机制࿰c;但它有一个很大的缺点࿰c;那就是不能管理循环引用的对象。一个简单的例子如下：

color:blue">#include color:#a31515"><string>
color:blue">#include color:#a31515"><iostream>
color:blue">#include color:#a31515"><boost/shared_ptr.hpp>
color:blue">#include color:#a31515"><boost/weak_ptr.hpp>

color:blue">class="tags" href="/tags/CLASS.html" title=class>class parent;
color:blue">class="tags" href="/tags/CLASS.html" title=class>class children;

color:blue">typedef boost::shared_ptr<parent> parent_ptr;
color:blue">typedef boost::shared_ptr<children> children_ptr;

color:blue">class="tags" href="/tags/CLASS.html" title=class>class parent
{
color:blue">public:
    ~parent() { std::cout <<color:#a31515">"destroying parent/n"; }

color:blue">public:
    children_ptr children;
};

color:blue">class="tags" href="/tags/CLASS.html" title=class>class children
{
color:blue">public:
    ~children() { std::cout <<color:#a31515">"destroying children/n"; }

color:blue">public:
    parent_ptr parent;
};


color:blue">void test()
{
    parent_ptr father(color:blue">new parent());
    children_ptr son(color:blue">new children);

    father->children = son;
    son->parent = father;
}

color:blue">void main()
{
    std::cout<<color:#a31515">"begin test.../n";
    test();
    std::cout<<color:#a31515">"end test./n";
}

运行该程序可以看到࿰c;即使退出了test函数后࿰c;由于parent和children对象互相引用࿰c;它们的引用计数都是1࿰c;不能自动释放࿰c;并且此时这两个对象再无法访问到。这就引起了c++中那臭名昭著的color:#c0504d">内存泄漏。

一般来讲࿰c;解除这种循环引用有下面有三种可行的方法：

1. 当只剩下最后一个引用的时候需要手动打破循环引用释放对象。
2. 当parent的生存期超过children的生存期的时候࿰c;children改为使用一个普通指针指向parent。
3. 使用弱引用的智能指针打破这种循环引用。

虽然这三种方法都可行࿰c;但方法1和方法2都需要程序员手动控制࿰c;麻烦且容易出错。这里主要介绍一下第三种方法和boost中的弱引用的智能指针boost::weak_ptr。

强引用和弱引用

一个强引用当被引用的对象活着的话࿰c;这个引用也存在（就是说࿰c;当至少有一个强引用࿰c;那么这个对象就不能被释放）。boost::share_ptr就是强引用。

相对而言࿰c;弱引用当引用的对象活着的时候不一定存在。仅仅是当它存在的时候的一个引用。弱引用并不修改该对象的引用计数࿰c;这意味这弱引用它并不对对象的内存进行管理࿰c;在功能上类似于普通指针࿰c;然而一个比较大的区别是࿰c;弱引用能检测到所管理的对象是否已经被释放࿰c;从而避免访问非法内存。

boost::weak_ptr

boost::weak_ptr<T>是boost提供的一个弱引用的智能指针࿰c;它的声明可以简化如下：

color:blue">namespace boost {

    color:blue">template<color:blue">typename T> color:blue">class="tags" href="/tags/CLASS.html" title=class>class weak_ptr {
    color:blue">public:
        color:blue">template <color:blue">typename Y>
        weak_ptr(color:blue">const shared_ptr<Y>& r);

        weak_ptr(color:blue">const weak_ptr& r);

        ~weak_ptr();

        T* get() color:blue">const;
        color:blue">bool expired() color:blue">const;
        shared_ptr<T> lock() color:blue">const;
    };
}

可以看到࿰c;boost::weak_ptr必须从一个boost::share_ptr或另一个boost::weak_ptr转换而来࿰c;这也说明࿰c;进行该对象的内存管理的是那个强引用的boost::share_ptr。boost::weak_ptr只是提供了对管理对象的一个访问手段。

boost::weak_ptr除了对所管理对象的基本访问功能（通过get()函数）外࿰c;还有两个常用的功能函数：expired()用于检测所管理的对象是否已经释放；lock()用于获取所管理的对象的强引用指针。

通过boost::weak_ptr来打破循环引用

由于弱引用不更改引用计数࿰c;类似普通指针࿰c;只要把循环引用的一方使用弱引用࿰c;即可解除循环引用。对于上面的那个例子来说࿰c;只要把children的定义改为如下方式࿰c;即可解除循环引用：

color:blue">class="tags" href="/tags/CLASS.html" title=class>class children
{
color:blue">public:
    ~children() { std::cout <<color:#a31515">"destroying children/n"; }

color:blue">public:
    boost::weak_ptr<parent> parent;
};

最后值得一提的是,虽然通过弱引用指针可以有效的解除循环引用࿰c;但这种方式必须在程序员能预见会出现循环引用的情况下才能使用࿰c;也可以是说这个仅仅是一种编译期的解决方案࿰c;如果程序在运行过程中出现了循环引用࿰c;还是会造成内存泄漏的。因此࿰c;不要认为只要使用了智能指针便能杜绝内存泄漏。毕竟࿰c;对于C++来说࿰c;由于没有垃圾回收机制࿰c;内存泄漏对每一个程序员来说都是一个非常头痛的问题。