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weak_ptr解决什么问题打破循环引用实际案例

P粉602998670

发布： 2025-08-31 11:17:01

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weak_ptr通过不增加引用计数来打破shared_ptr的循环引用，防止内存泄漏，常用于父子关系或观察者模式中安全访问对象。

weak_ptr解决什么问题打破循环引用实际案例

在C++中，weak_ptr主要用于解决shared_ptr可能引起的循环引用问题。当两个或多个对象通过shared_ptr相互持有对方时，引用计数永远不会降为0，导致内存无法释放，造成内存泄漏。weak_ptr不增加引用计数，因此可以打破这种循环。

循环引用问题示例

考虑两个类A和B，它们彼此持有对方的shared_ptr：

#include <memory>
#include <iostream>

struct B; // 前向声明

struct A {
    std::shared_ptr<B> ptr;
    ~A() { std::cout << "A destroyed\n"; }
};

struct B {
    std::shared_ptr<A> ptr;
    ~B() { std::cout << "B destroyed\n"; }
};

int main() {
    auto a = std::make_shared<A>();
    auto b = std::make_shared<B>();
    a->ptr = b;
    b->ptr = a;
    // 离开作用域，a和b的引用计数仍为1，无法释放
    return 0;
}

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在这个例子中，a和b相互引用，即使main函数结束，它们的引用计数也不为0，析构函数不会被调用，造成内存泄漏。

使用weak_ptr打破循环

将其中一个引用改为weak_ptr，可以打破循环：

struct B {
    std::weak_ptr<A> ptr; // 改为weak_ptr
    ~B() { std::cout << "B destroyed\n"; }
};

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现在，B持有一个weak_ptr，不增加A的引用计数。当main函数结束时，a的引用计数为1（来自main中的a变量），b的引用计数也为1（来自main中的b变量）。离开作用域后，两者引用计数变为0，正确析构。

访问weak_ptr时需要先检查对象是否还存在：

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if (auto locked = b.ptr.lock()) {
    // 使用locked指向的A对象
} else {
    std::cout << "A object has been destroyed\n";
}

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实际应用场景：观察者模式或父子关系

一个常见场景是父子对象关系。父对象持有子对象的shared_ptr，子对象如果也用shared_ptr回指父对象，就会循环引用。

解决方案是子对象使用weak_ptr指向父对象：

struct Parent;
struct Child {
    std::weak_ptr<Parent> parent;
    void doSomething() {
        if (auto p = parent.lock()) {
            // 安全访问父对象
        }
    }
};

struct Parent {
    std::shared_ptr<Child> child;
};

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这样，Parent持有Child的shared_ptr，Child持有Parent的weak_ptr，不会形成循环引用，对象可以正常释放。

基本上就这些。weak_ptr不参与引用计数，适合用于“观察”或“临时访问”场景，是管理生命周期、防止内存泄漏的重要工具。

以上就是weak_ptr解决什么问题打破循环引用实际案例的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！