智能指针之weak_ptr

循环引用：

引用计数是一种便利的内存管理机制，但它有一个很大的缺点，那就是不能管理循环引用的对象。一个简单的例子如下：

#include<string>
 #include <iostream>
 #include <boost/shared_ptr.hpp>
 #include <boost/weak_ptr.hpp>

 class parent;
 class children;

 typedef boost::shared_ptr<parent> parent_ptr;
 typedef boost::shared_ptr<children> children_ptr;

 class parent
 {
 public:
     ~parent() { std::cout <<"destroying parent\n"; }

 public:
     children_ptr children;
 };

 class children
 {
 public:
     ~children() { std::cout <<"destroying children\n"; }

 public:
     parent_ptr parent;
 };


 void test()
 {
     parent_ptr father(new parent());
     children_ptr son(new children);

     father->children = son;
     son->parent = father;
 }

 void main()
 {
     std::cout<<"begin test...\n";
     test();
     std::cout<<"end test.\n";
 }      

运行该程序可以看到，即使退出了test函数后，由于parent和children对象互相引用，它们的引用计数都是1，不能自动释放，并且此时这两个对象再无法访问到。这就引起了c++中那臭名昭著的内存泄漏。

一般来讲，解除这种循环引用有下面有三种可行的方法：

1. 当只剩下最后一个引用的时候需要手动打破循环引用释放对象。
2. 当parent的生存期超过children的生存期的时候，children改为使用一个普通指针指向parent。
3. 使用弱引用的智能指针打破这种循环引用。

虽然这三种方法都可行，但方法1和方法2都需要程序员手动控制，麻烦且容易出错。这里主要介绍一下第三种方法和boost中的弱引用的智能指针boost::weak_ptr。

强引用和弱引用

一个强引用当被引用的对象活着的话，这个引用也存在（就是说，当至少有一个强引用，那么这个对象就不能被释放）。boost::share_ptr就是强引用。

相对而言，弱引用当引用的对象活着的时候不一定存在。仅仅是当它存在的时候的一个引用。弱引用并不修改该对象的引用计数，这意味这弱引用它并不对对 象的内存进行管理，在功能上类似于普通指针，然而一个比较大的区别是，弱引用能检测到所管理的对象是否已经被释放，从而避免访问非法内存。

boost::weak_ptr

boost::weak_ptr<T>是boost提供的一个弱引用的智能指针，它的声明可以简化如下：

namespace boost {

     template<typename T>class weak_ptr {
     public:
         template <typename Y>
         weak_ptr(const shared_ptr<Y>& r);

         weak_ptr(const weak_ptr& r);

         ~weak_ptr();

         T* get() const;
         bool expired() const;
         shared_ptr<T> lock() const;
     };
 }      

可以看到，boost::weak_ptr必须从一个boost::share_ptr或另一个boost::weak_ptr转换而来，这也说 明，进行该对象的内存管理的是那个强引用的boost::share_ptr。boost::weak_ptr只是提供了对管理对象的一个访问手段。

boost::weak_ptr除了对所管理对象的基本访问功能（通过get()函数）外，还有两个常用的功能函数：expired()用于检测所管理的对象是否已经释放；lock()用于获取所管理的对象的强引用指针。

class children
 {
 public:
     ~children() { std::cout <<"destroying children\n"; }

 public:
     boost::weak_ptr<parent> parent;
 };