C++智能指针--weak_ptr

weak_ptr是对对象的一种弱引用，它不会增加对象的引用计数。weak_ptr和shared_ptr之间可以相互转换，shared_ptr可以直接赋值给week_ptr，week_ptr可通过调用lock函数来获得shared_ptr（如果对象已经被释放，则返回一个空的shared_ptr）。

    单纯使用shared_ptr有时会产生问题，考虑下面的代码：

 1 class A; 2 class B; 3 typedef shared_ptr<A> A_Share; 4 typedef shared_ptr<B> B_Share; 5 class A 6 { 7 public: 8         B_Share m_b; 9 };10 11 class B12 {13 public:14         A_Share m_a;15 };16 17 A_Share a(new A());18 B_Share b(new B());19 a.m_b = b;20 b.m_a = a;

    在上面的代码中，a和b相互进行引用。在a和b离开作用域时，a和b的引用计数都是1，内存没有正常释放。这就是所谓的循环引用。

一般来讲，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，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，但方法1和方法2都需要程序员手动控制，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。解决方法是将A和B中的任意一个类声明的变量改为week_ptr类型的。比如，修改类B后的代码如下：

1 class B2 {3 public:4        weak_ptr<A>  m_a;5 }

    修改后，b.m_a = a不会增加A对象的引用计数，因此a离开作用域时，引用计数为0。B对象的引用计数为2，在a和b离开作用域时，引用计数各减1后也为0。

强引用和弱引用

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

相对而言，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，这意味这弱引用它并不对对象的内存进行管理，在功能上类似于普通指针，然而一个比较大的区别是，弱引用能检测到所管理的对象是否已经被释放，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，它的声明可以简化如下：

namespace boost {    template<typename T> class weak_ptr {    public:        template <typename Y>        weak_ptr(const shared_ptr<Y>& r);        weak_ptr(const weak_ptr& r);        ~weak_ptr();        T* get() const;        bool expired() const;        shared_ptr<T> lock() const;    };}

可以看到，boost::weak_ptr必须从一个boost::share_ptr或另一个boost::weak_ptr转换而来，这也说明，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，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，类似普通指针，只要把循环引用的一方使用弱引用，即可解除循环引用。对于上面的那个例子来说，只要把class B的定义进行修改即可

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，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，也可以是说这个仅仅是一种编译期的解决方案，如果程序在运行过程中出现了循环引用，还是会造成内存泄漏的。因此，不要认为只要使用了智能指针便能杜绝内存泄漏。毕竟，对于C++来说，由于没有垃圾回收机制，内存泄漏对每一个程序员来说都是一个非常头痛的问题。