weak_ptr通过lock()获取shared_ptr以安全访问对象,避免循环引用。示例显示对象存在时可访问,释放后lock返回空,确保操作安全。

在C++中,weak_ptr 是一种弱引用指针,用于解决 shared_ptr 可能引起的循环引用问题。由于 weak_ptr 不增加对象的引用计数,它本身不能直接访问所指向的对象。要安全地使用 weak_ptr 指向的对象,必须通过 lock() 方法获取一个临时的 shared_ptr。
lock 方法的作用
调用 weak_ptr 的 lock() 方法会尝试生成一个指向共享对象的 shared_ptr。如果原对象仍然存在(即至少有一个 shared_ptr 持有它),lock() 返回一个有效的 shared_ptr;如果对象已被释放,lock() 返回一个空的 shared_ptr(等价于 nullptr)。
这使得我们可以在不延长对象生命周期的前提下,安全地检查和使用对象。
基本用法示例
以下是一个典型使用 lock() 的例子:
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#include#include int main() { auto shared = std::make_shared
(42); std::weak_ptr weak = shared; // 使用 lock 获取 shared_ptr if (auto locked = weak.lock()) { std::cout << "Value: " << *locked << "\n"; } else { std::cout << "Object has been destroyed.\n"; } // 释放 shared_ptr shared.reset(); // 再次尝试 lock if (auto locked = weak.lock()) { std::cout << "Value: " << *locked << "\n"; } else { std::cout << "Object has been destroyed.\n"; } return 0;}
输出结果为:
Value: 42 Object has been destroyed.为什么不能直接解引用 weak_ptr
weak_ptr 没有提供 operator* 或 operator->,因为它不保证所指对象依然存活。直接访问可能导致未定义行为。因此,必须通过 lock() 转为 shared_ptr 后再使用,这样既能判断对象是否还存在,又能临时延长其生命周期,避免在使用过程中被销毁。
常见应用场景
- 观察者模式:避免观察者和主体之间因 shared_ptr 循环引用导致内存泄漏。
- 缓存系统:用 weak_ptr 保存缓存对象,当对象被释放时自动失效。
- 事件回调:防止回调持有对象导致无法释放。
基本上就这些。只要记住:用 weak_ptr 存储,用 lock() 判断和访问,就能安全又高效地管理资源。










