C++ Weak Pointer

在本文中，我们将讨论 C++ 中的弱指针，包括它们的语法和示例。

C++ 中的weak_ptr是一个标准库组件。它用于存储对 shared_ptr 标准库指针所控制的任何对象的弱引用，该指针最终用于将 weak_ptr 转换为 shared_ptr。从 weak_ptr 最终创建的 shared_ptr 用于访问被引用的对象。一个 shared_ptr 在从 weak_ptr 创建后，如果这个 weak_ptr 已经不再被任何 shared_ptr 所控制，那么它将失去永久存在的意义，这表明它只存在短暂的时间。因此，在访问 weak_ptr 指向的对象之前，不建议直接访问，而是应先将其转换为 shared_ptr。

语法

它具有以下语法：

根据 C++ weak_ptr 函数的语法，Class T 作为参数提供，用于表示 weak pointer 所控制的类型。

C++ 的 weak_ptr 是如何工作的？

在高级语言中，每个指针主要用于引用对象，然后以结构化的方式访问数组中可用的元素。C++ 的weak_ptr也遵循类似的模式。weak_ptr 的工作流程在类模板中进行了描述。

• 用于引用对象的 weak_ptr 最初并不是实际的指针，因为它在对象引用和赋值方面被视为临时指针。
• 然而，一旦 weak_ptr 获得了对 share_ptr 的最终控制权或权威，对象访问和引用就变得简单而高效。
• 这种协调和共享，以及在 weak_ptr 和 share_ptr 之间切换进行读取和引用，其主要目的是防止数据结构中出现过长的循环。
• 当 share_ptr 在资源分配和分析期间承担管理资源的全部责任时，weak_ptr 将失去所有控制并被销毁。
• weak_ptr 从不允许直接访问元素；相反，它使用拥有全部代码的 shared_ptr 对象，调用成员函数 Lock 来访问需要使用该资源的代码。
• 一旦调用 Lock 或 weak_ptr 来进行资源分配或控制任何锁（bLock），就会生成一个空的 weak_ptr 对象。
• 一旦 Lock 或 weak_ptr 被大多数 shared_ptr 对象联合引用或持有，就完成了一个完整的周期。
• 它不是仅仅使用 weak_ptr（它是任何指针概念中指针完整工作格式的一部分），而是借助 share_ptr 来显著地利用所有资源。
• shared_ptr 利用 weak_ptr 的获取 Locks 的行为以及 weak_ptr 的指向，使得最终资源被 weak_ptr 释放和解除分配。
• 一旦上述所有资源都已释放，列表及其相关节点也将很容易被删除和区分，从而创建一种优化的分析和格式调整方法。
• 这个完整的周期包含许多检查和方法，包括 expired() 方法，该方法用于确定所有权是否已过期。
• 通过使用 Lock()，您可以对资源进行单独的、排他的锁定，防止其他资源尝试指向它并因此发生冲突。
• 通过 owner () 检查 weak_ptr 的指向，如果它指向正确，则返回 true。
• 在整个周期内，使用 Reset() 来释放所拥有的资源。
• 当两个 weak_ptr 操作对象时，会使用 swap() 技术。
• use_count() 用于计算和跟踪 shared_ptr 对象的数量。
• 用于交换初始拥有资源的技术是 operator=。

C++ 中的 weak_ptr 示例

以下是 C++ 中 weak_ptr 的一些示例

示例 - 1

输出

Weak pointer value: 42
Weak pointer is expired after reset

说明

在此示例中，共享指针 shared_Ptr 指向值为 42 的 int。之后，创建了一个 sharedPtr 和一个 std::weak_ptrweakPtr。如果原始对象已被删除，Lock() 函数将返回一个空的共享指针，该指针用于从弱指针检索共享指针。

该程序首先打印共享对象的值，当它使用弱指针访问它时。之后，共享指针被重置，模拟了初始共享指针不再控制该对象的情况。重置共享指针后，程序会尝试再次使用弱指针访问该对象。

示例 - 2

输出

Acquired weak_ptr through Lock(): 14
Weak pointer expired: false
Weak pointer expired after reset: true

示例 - 3

输出

Count of sharedPtr1: 1
Count of weakPtr: 1
Count of sharedPtr1 after sharedPtr2 creation: 2
Count of weakPtr after sharedPtr2 creation: 2

示例 - 4

输出

*shrd_ptr_1 == 8
*shrd_ptr_1 == 10
*shrd_ptr_1 == 8

*wk_ptr_1 == 8
*wk_ptr_2 == 10
*wk_ptr_1 == 8

说明

此程序演示了如何利用 swap() 方法在需要获取所需资源时交换 weak_ptr，如输出所示。

在提供的程序的开头，创建了指向整数 8 和10 的 shared_ptr 实例 shrd_ptr_1 和 shrd_ptr_2。之后，打印 shrd_ptr_1 的值（为8）。接下来，它使用成员函数 swap 和标准库中的 swap 函数来交换 shrd_ptr_1 和 shrd_ptr_2 的内容。因此，shrd_ptr_1 的值从8 变为10，然后再变回。作为 shared_ptr 实例的一部分，程序创建了两个 weak_ptr 实例，wk_ptr_1 和 wk_ptr_2。t 打印 wk_ptr_1 的值 8。之后，使用成员函数 swap 和标准库中的 swap 函数交换 wk_ptr_1 和 wk_ptr_2 的所有权。交换 wk_ptr_1 和 wk_ptr_2 的值后，wk_ptr_1 现在包含数字10。程序最后再次交换 wk_ptr_1 和 wk_ptr_2 以恢复到之前的所有权。之后，打印 wk_ptr_1 的值，返回8。

结论

C++ weak_ptr 函数对于获取和访问列表节点元素至关重要。此外，shared_ptr 和 weak_ptr 协同工作，创建了一个优化的周期来访问元素。一旦选择了 shared_ptr，它通常被认为是永久操作。C++ weak_ptr 函数为资源获取提供了许多优势。