weak_ptr介绍

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在C++98/03的基础上，C++11新标准引入了shared_ptr、unique_ptr以及weak_ptr这3个智能指针。本文介绍weak_ptr智能指针的特性和用法。
和shared_ptr以及unique_ptr类型指针一样，weak_ptr智能指针也是以模板类的方式实现的。weak_ptr<T>（T为指针所指数据的类型）定义在<memory>头文件，并位于std命名空间中。因此，要想使用weak_ptr类型指针，程序中应首先包含以下2条语句：

#include <iostream>
using namespace std;

第2句不是必须的，可以不添加，则后续在使用unique_ptr指针时，必须标注std::。
需要注意的是，C++11标准虽然将weak_ptr定位为智能指针的一种，但该类型指针通常不单独使用（实际没有用处），只能和shared_ptr类型指针搭配使用。甚至于，我们可以将weak_ptr类型指针视为shared_ptr指针的一种辅助工具，借助weak_ptr类型指针，我们可以获取shared_ptr指针的一些状态信息，比如有多少指向相同的shared_ptr指针，shared_ptr指针指向的堆内存是否已经被释放等等。
需要注意的是，当weak_ptr类型指针的指向和某一shared_ptr指针相同时，weak_ptr指针并不会使所指堆内存的引用计数加1；同样，当weak_ptr指针被释放时，之前所指堆内存的引用计数也不会因此而减1。也就是说，weak_ptr类型指针并不会影响所指堆内存空间的引用计数。
除此之外，weak_ptr<T>模板类中没有重载*和->运算符，这也就意味着，weak_ptr类型指针只能访问所指的堆内存，而无法修改它。

1 `weak_ptr`指针的创建

创建一个weak_ptr指针，有以下3种方式：
（1）可以创建一个空的weak_ptr指针，例如：

std::weak_ptr<int> wp1;

（2）凭借已有的weak_ptr指针，可以创建一个新的weak_ptr指针，例如：

std::weak_ptr<int> wp2(wp1);

若wp1为空指针，则wp2也为空指针；反之，如果wp1指向某一shared_ptr指针拥有的堆内存，则wp2也指向该块存储空间（可以访问，但无所有权）。
（3）weak_ptr指针更常用于指向某一shared_ptr指针拥有的堆内存，因为在构建weak_ptr指针对象时，可以利用已有的shared_ptr指针为其初始化。例如：

std::shared_ptr<int> sp(new int);
std::weak_ptr<int> wp3(sp);

由此，wp3指针和sp指针有相同的指针。再次强调，weak_ptr类型指针不会导致堆内存空间的引用计数增加或减少。

2 `weak_ptr`模板类提供的成员方法

和shared_ptr<T>以及unique_ptr<T>相比，weak_ptr<T>模板类提供的成员方法不多，下表罗列了常用的成员方法及各自的功能。

成员方法	功能
`operator=()`	重载`=`赋值运算符，`weak_ptr`指针可以直接被`weak_ptr`或者`shared_ptr`类型指针赋值。
`swap(x)`	其中`x`表示一个同类型的`weak_ptr`类型指针，该函数可以互换2个共同类型`weak_ptr`指针的内容。
`reset()`	将当前`weak_ptr`指针置为空指针。
`use_count()`	查看指向和当前`weak_ptr`指针相同的`shared_ptr`指针的数量。
`expired()`	判断当前`weak_ptr`指针是否过期（指针为空，或者指向的堆内存已经被释放）。
`lock()`	如果当前`weak_ptr`已经过期，则该函数会返回一个空的`shared_ptr`指针；反之，该函数返回一个和当前`weak_ptr`指针指向相同的`shared_ptr`指针。

再次强调，weak_ptr<T>模板类没有重载*和->运算符，因此weak_ptr类型指针只能访问某一shared_ptr指针指向的堆内存空间，无法对其进行修改。
下面的样例演示了weak_ptr指针以及上表中部分成员方法的基本用法：

#include <iostream>
#include <memory>using namespace std;int main()
{shared_ptr<int> sp1(new int(10));shared_ptr<int> sp2(sp1);weak_ptr<int> wp(sp2);cout << wp.use_count() << endl;   //输出和wp同指向的shared_ptr类型指针的数量sp2.reset();                      //释放sp2cout << wp.use_count() << endl;   cout << *(wp.lock()) << endl;     //借助lock()函数，返回一个和wp同指向的shared_ptr类型指针，获取其存储的数据return 0;
}

程序执行结果为：

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