3.4 weak_ptr

weak_ptr是为配合shared_ptr而引入的一种智能指针，它更像是shared_ptr的一个“助手”，而不是智能指针，因为它不具有普通指针的行为，没有重载operator*和-＞。它的最大作用在于协助shared_ptr工作，它像旁观者那样观测资源的使用情况。

3.4.1 类摘要

weak_ptr的类摘要如下：

weak_ptr的接口很小，正如它的名字，它是一个“弱”指针，但它能够完成一些特殊的工作，足以证明它的存在价值。

3.4.2 用法

weak_ptr被设计为与shared_ptr协同工作，可以从一个shared_ptr或另一个weak_ptr对象构造以获得资源的观测权。但weak_ptr没有共享资源，它的构造不会引起指针引用计数的增加。同样，weak_ptr析构时也不会导致引用计数减少，它只是一个“静静的观察者”。

使用weak_ptr的成员函数use_count（）可以观测资源的引用计数，另一个成员函数expired（）的功能等价于use_count（）==0，但expired（）更快，它表示被观测的资源（也就是被shared_ptr管理的资源）已经不复存在。

weak_ptr没有重载operator*和-＞，因为它不共享指针，不能操作资源，这正是它“弱”的原因。但它可以使用一个非常重要的成员函数lock（）从被观测的shared_ptr获得一个可用的shared_ptr对象，把“弱”关系转换为“强”关系，从而操作资源。但当expired（）==true时，lock（）函数将返回一个存储空指针的shared_ptr。

下面的代码示范了weak_ptr的用法：

3.4.3 对象自我管理

weak_ptr的一个重要用途是获得this指针的shared_ptr，使对象自己能够生产shared_ptr管理自己：对象使用weak_ptr观测this指针，这并不影响引用计数，在需要的时候就调用lock（）函数，返回一个符合要求的shared_ptr供外界使用。

这个解决方案是一种惯用法，在头文件＜boost/enable_shared_from_this.hpp＞里定义一个助手类enable_shared_from_this＜T＞，它的声明摘要如下：

使用weak_ptr的时候只需要让想被shared_ptr管理的类继承它即可，成员函数shared_from_this（）会返回this指针的shared_ptr。例如：

需要注意的是千万不能对一个普通对象（非shared_ptr管理的对象）使用shared_from_this（）获取shared_ptr。例如：

这样虽然在语法上正确，编译也无问题，但在运行过程中会导致shared_ptr析构时企图删除一个栈上分配的对象，发生未定义行为。

3.4.4 打破循环引用

有时代码中可能会出现循环引用，这时shared_ptr的引用计数机制就会失效，导致无法正确释放资源，例如：

在上述代码中，两个节点对象互相持有对方的引用，每一个shared_ptr的引用计数都是2，因此在析构时引用计数没有减至0，不会调用删除操作，不会导致内存泄漏。

这时我们可以使用weak_ptr，因为它不会增加智能指针的引用计数，这样就把原来的“强”引用改成“弱”引用，在可能存在循环引用的地方打破了循环，而在真正需要shared_ptr的时候调用weak_ptr的lock（）函数：