std::weak_ptr

 

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工具库

语言支持 类型支持（基本类型、 RTTI 、类型特征）     库功能特性测试宏 (C++20) 动态内存管理 程序工具 错误处理 协程支持 (C++20) 变参数函数 launder (C++17) initializer_list (C++11) source_location (C++20) 三路比较 (C++20) three_way_comparablethree_way_comparable_with (C++20)(C++20) strong_ordering (C++20) weak_ordering (C++20) partial_ordering (C++20) common_comparison_category (C++20) compare_three_way_result (C++20) compare_three_way (C++20) strong_order (C++20) weak_order (C++20) partial_order (C++20) compare_strong_order_fallback (C++20) compare_weak_order_fallback (C++20) compare_partial_order_fallback (C++20) is_eqis_neqis_ltis_lteqis_gtis_gteq (C++20)(C++20)(C++20)(C++20)(C++20)(C++20)

通用工具 日期和时间 函数对象 bitset 格式化库 (C++20) hash (C++11) integer_sequence (C++14) 关系运算符 (C++20 中弃用) rel_ops::operator!=rel_ops::operator> rel_ops::operator<=rel_ops::operator>= 整数比较函数 cmp_equalcmp_lesscmp_less_than (C++20)(C++20)(C++20) cmp_not_equalcmp_greatercmp_greater_than (C++20)(C++20)(C++20) in_range (C++20) swap 与类型运算 swap ranges::swap (C++20) exchange (C++14) declval (C++11) forward (C++11) move (C++11) move_if_noexcept (C++11) as_const (C++17) to_underlying (C++23) 常用词汇类型 pair tuple (C++11) optional (C++17) any (C++17) variant (C++17) tuple_size (C++11) tuple_element (C++11) apply (C++17) make_from_tuple (C++17) 初等字符串转换 to_chars (C++17) from_chars (C++17) chars_format (C++17) 栈踪 stacktrace_entry (C++23) basic_stacktrace (C++23)

 

动态内存管理

智能指针 unique_ptr (C++11) shared_ptr (C++11) weak_ptr (C++11) auto_ptr (C++17 前) owner_less (C++11) enable_shared_from_this (C++11) bad_weak_ptr (C++11) default_delete (C++11) out_ptr_t (C++23) inout_ptr_t (C++23) 分配器 allocator allocator_traits (C++11) allocation_result (C++23) allocate_at_least (C++23) allocator_arg_t (C++11) allocator_arg (C++11) uses_allocator (C++11) uses_allocator_construction_args (C++20) make_obj_using_allocator (C++20) uninitialized_construct_using_allocator (C++20) scoped_allocator_adaptor (C++11) pmr::polymorphic_allocator (C++17) 内存资源 pmr::memory_resource (C++17) pmr::get_default_resource (C++17) pmr::set_default_resource (C++17) pmr::new_delete_resource (C++17) pmr::null_memory_resource (C++17) pmr::synchronized_pool_resource (C++17) pmr::unsynchronized_pool_resource (C++17) pmr::monotonic_buffer_resource (C++17) pmr::pool_options (C++17) 未初始化存储 raw_storage_iterator (C++20 前) get_temporary_buffer (C++20 前) return_temporary_buffer (C++20 前)

未初始化内存算法 uninitialized_copy uninitialized_fill uninitialized_move (C++17) uninitialized_default_construct (C++17) uninitialized_value_construct (C++17) destroy (C++17) destroy_at (C++17) uninitialized_copy_n (C++11) uninitialized_fill_n uninitialized_move_n (C++17) uninitialized_default_construct_n (C++17) uninitialized_value_construct_n (C++17) destroy_n (C++17) construct_at (C++20) 受约束的未初始化内存算法 ranges::uninitialized_copy (C++20) ranges::uninitialized_fill (C++20) ranges::uninitialized_move (C++20) ranges::uninitialized_default_construct (C++20) ranges::uninitialized_value_construct (C++20) ranges::destroy (C++20) ranges::destroy_at (C++20) ranges::uninitialized_copy_n (C++20) ranges::uninitialized_fill_n (C++20) ranges::uninitialized_move_n (C++20) ranges::uninitialized_default_construct_n (C++20) ranges::uninitialized_value_construct_n (C++20) ranges::destroy_n (C++20) ranges::construct_at (C++20) 垃圾收集支持 declare_reachable (C++11)(C++23 前) undeclare_reachable (C++11)(C++23 前) declare_no_pointers (C++11)(C++23 前) undeclare_no_pointers (C++11)(C++23 前) pointer_safety (C++11)(C++23 前) get_pointer_safety (C++11)(C++23 前) 杂项 pointer_traits (C++11) to_address (C++20) addressof (C++11) align (C++11) assume_aligned (C++20) C 库 malloc aligned_alloc (C++17) calloc realloc free 低层内存管理

 

std::weak_ptr

成员函数

weak_ptr::weak_ptr

weak_ptr::~weak_ptr

weak_ptr::operator=

修改器

weak_ptr::reset

weak_ptr::swap

观察器

weak_ptr::use_count

weak_ptr::expired

weak_ptr::lock

weak_ptr::owner_before

非成员函数

std::swap

辅助类

std::atomic<std::weak_ptr> (C++20)

推导指引(C++17)

 

定义于头文件 <memory>
template< class T > class weak_ptr;		(C++11 起)

std::weak_ptr 是一种智能指针，它对被 std::shared_ptr 管理的对象存在非拥有性（「弱」）引用。在访问所引用的对象前必须先转换为 std::shared_ptr。

std::weak_ptr 用来表达临时所有权的概念：当某个对象只有存在时才需要被访问，而且随时可能被他人删除时，可以使用 std::weak_ptr 来跟踪该对象。需要获得临时所有权时，则将其转换为 std::shared_ptr，此时如果原来的 std::shared_ptr 被销毁，则该对象的生命期将被延长至这个临时的 std::shared_ptr 同样被销毁为止。

std::weak_ptr 的另一用法是打断 std::shared_ptr 所管理的对象组成的环状引用。若这种环被孤立（例如无指向环中的外部共享指针），则 shared_ptr 引用计数无法抵达零，而内存被泄露。能令环中的指针之一为弱指针以避免此情况。

成员类型

成员类型	定义
element_type	T (C++17 前) std::remove_extent_t<T> (C++17 起)

成员函数

(构造函数)	构造新的weak_ptr (公开成员函数)
(析构函数)	销毁 weak_ptr (公开成员函数)
operator=	为weak_ptr赋值 (公开成员函数)
修改器
reset	释放被管理对象的所有权 (公开成员函数)
swap	交换被管理对象 (公开成员函数)
观察器
use_count	返回管理该对象的 shared_ptr 对象数量 (公开成员函数)
expired	检查被引用的对象是否已删除 (公开成员函数)
lock	创建管理被引用的对象的shared_ptr (公开成员函数)
owner_before	提供弱指针的基于拥有者顺序 (公开成员函数)

非成员函数

std::swap(std::weak_ptr) (C++11)

特化 std::swap 算法 (函数模板)

辅助类

std::atomic<std::weak_ptr> (C++20)

原子弱指针 (类模板特化)

注解

同 std::shared_ptr ， weak_ptr 的典型实现存储二个指针：

• 指向控制块的指针；和
• 作为构造来源的 shared_ptr 的存储指针。

需要用分离的存储指针确保 shared_ptr 和 weak_ptr 间的来回转化正确进行，即使对于别名使用的 shared_ptr 。不可能不经将 weak_ptr 中的存储指针锁入 shared_ptr 就访问它。

示例

演示如何通过锁来保证指针的有效性

运行此代码

#include <iostream>
#include <memory>
 
std::weak_ptr<int> gw;
 
void observe()
{
    std::cout << "use_count == " << gw.use_count() << ": ";
    if (auto spt = gw.lock()) { // 使用之前必须复制到 shared_ptr
	std::cout << *spt << "\n";
    }
    else {
        std::cout << "gw is expired\n";
    }
}
 
int main()
{
    {
        auto sp = std::make_shared<int>(42);
	gw = sp;
 
	observe();
    }
 
    observe();
}

输出：

use_count == 1: 42
use_count == 0: gw is expired

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

DR	应用于	出版时的行为	正确行为
LWG 3001	C++17	未为数组支持更新 element_type	已更新