std::weak_ptr

定义于头文件 <memory>。

自 C++11 起

template< class T > class weak_ptr;

std::weak_ptr 是一种智能指针，它持有一个对由 std::shared_ptr 管理的对象的非拥有（“弱”）引用。它必须转换为 std::shared_ptr 才能访问引用的对象。

std::weak_ptr 模拟临时所有权：当一个对象只需要在它存在时才被访问，并且它可能随时被其他人删除时，使用 std::weak_ptr 来跟踪该对象，并将其转换为 std::shared_ptr 以获取临时所有权。如果原始的 std::shared_ptr 在此时被销毁，则对象的生命周期会延长，直到临时的 std::shared_ptr 也被销毁。

std::weak_ptr 的另一个用途是打破由 std::shared_ptr 管理的对象形成的引用循环。如果这样的循环是孤立的（即，没有外部共享指针指向该循环），shared_ptr 引用计数将无法达到零，从而导致内存泄漏。为了防止这种情况，循环中的一个指针可以设置为弱指针。

成员类型

公共成员函数

element_type

T （C++17 之前） std::remove_extent_t<T> （C++17 起）

成员函数

公共成员函数	(构造函数)	创建一个新的 weak_ptr (公共成员函数)
公共成员函数	（析构函数）	销毁一个 weak_ptr (公共成员函数)
公共成员函数	operator=	赋值 weak_ptr (公共成员函数)

修改器

公共成员函数	reset	释放对所管理对象的所有权 (公共成员函数)
公共成员函数	swap	交换托管对象 (公共成员函数)

观察者

公共成员函数	use_count	返回管理该对象的 shared_ptr 对象的数量 (公共成员函数)
公共成员函数	expired	检查引用的对象是否已被删除 (公共成员函数)
公共成员函数	lock	创建一个管理引用的对象的 shared_ptr (公共成员函数)
公共成员函数	owner_before	提供基于所有者的弱指针排序 (公共成员函数)

非成员函数

公共成员函数

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

特化 std::swap 算法 (函数模板)

辅助类

公共成员函数

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

原子弱指针 (类模板特化)

推导指南 (C++17 起)

备注

与 std::shared_ptr 类似，weak_ptr 的典型实现存储两个指针：

• 指向控制块的指针；以及
• 从其构造的 std::shared_ptr 的存储指针。

一个单独的存储指针是必要的，以确保将 std::shared_ptr 转换为 weak_ptr 然后再转换回来能够正确工作，即使对于别名 std::shared_ptr 也是如此。在不将其锁定到 std::shared_ptr 中就无法访问 weak_ptr 中存储的指针。

示例

演示如何使用 lock 确保指针的有效性。

#include <iostream>
#include <memory>
 
std::weak_ptr<int> gw;
 
void observe()
{
    std::cout << "gw.use_count() == " << gw.use_count() << "; ";
    // we have to make a copy of shared pointer before usage:
    if (std::shared_ptr<int> spt = gw.lock()) {
        std::cout << "*spt == " << *spt << '\n';
    }
    else {
        std::cout << "gw is expired\n";
    }
}
 
int main()
{
    {
        auto sp = std::make_shared<int>(42);
        gw = sp;
 
        observe();
    }
 
    observe();
}

结果

gw.use_count() == 1; *spt == 42
gw.use_count() == 0; gw is expired

缺陷报告

以下改变行为的缺陷报告已追溯应用于先前发布的 C++ 标准。

缺陷报告	应用于	发布时的行为	正确行为
LWG 3001	C++17	element_type 没有更新以支持数组	已更新