说明

weak_ptr是C++中智能指针的一种，与shared_ptr配合使用，weak_ptr不对对象的生命周期进行管理，即它持有对象的引用但不增加对象的引用计数。这意味着weak_ptr的存在不会阻止其所指向的对象被销毁。

使用场景

防止循环引用

当两个对象互相持有对方的shared_ptr时，会导致引用计数永远不为零，从而引起内存泄漏。在这种情况下，可将其中一个对象持有对方的weak_ptr来解决循环引用问题。

代码演示：

#include <memory>
#include <iostream>class B; // 前向声明class A {
public:std::shared_ptr<B> b_ptr;~A() { std::cout << "A destroyed" << std::endl; }
};class B {
public:// 使用weak_ptr替代shared_ptr解决循环引用std::weak_ptr<A> a_ptr; ~B() { std::cout << "B destroyed" << std::endl; }
};int main() {auto a = std::make_shared<A>();auto b = std::make_shared<B>();a->b_ptr = b;b->a_ptr = a; // 不增加引用计数// 此时，尽管A和B互相引用，但由于使用了weak_ptr，对象能够被正确销毁。return 0;
}

这个例子中，即使A和B互相引用，当它们离开作用域时，都能被正确地销毁。这是因为B持有的是一个指向A的weak_ptr，不会增加A的引用计数。

临时访问共享资源

当你需要临时访问由shared_ptr管理的资源，但又不想拥有资源所有权时。通过weak_ptr，你可以在资源存在时访问它，而不会干扰资源的生命周期管理。

代码演示;

#include <iostream>
#include <memory>class Resource {
public:Resource() { std::cout << "Resource Acquired\n"; }~Resource() { std::cout << "Resource Released\n"; }void do_something() { std::cout << "Doing something\n"; }
};int main() {std::weak_ptr<Resource> weakResource;{auto sharedResource = std::make_shared<Resource>(); // 在这个作用域中创建资源weakResource = sharedResource; // 把 shared_ptr 赋给 weak_ptr，用于监测资源// 检查资源是否存在if (auto tempShared = weakResource.lock()) { // 尝试将 weak_ptr 提升为 shared_ptrtempShared->do_something(); // 资源存在，使用资源} else {std::cout << "Resource is no longer available\n";}} // 资源在这个作用域结束时被释放// 再次检查资源是否存在if (auto tempShared = weakResource.lock()) { // 尝试将 weak_ptr 提升为 shared_ptrtempShared->do_something(); // 如果资源仍然存在，使用资源} else {std::cout << "Resource is no longer available\n"; // 资源已经被释放}return 0;
}

在这个例子中，Resource类代表一个需要被监测状态的资源。我们首先创建了一个类型为Resource的shared_ptr，并将其与一个weak_ptr相关联。weak_ptr不会增加资源的引用计数，因此不会影响资源的生命周期。

在第一个作用域内，我们通过weak_ptr的lock()方法尝试提升它为shared_ptr，以访问资源。因为资源此时仍然存在，所以提升操作成功，我们可以通过返回的shared_ptr安全地使用资源。

一旦第一个作用域结束，shared_ptr会被销毁，从而释放资源。此时，如果我们再次尝试通过weak_ptr提升来访问资源，操作将失败，因为资源已经不再存在。此时lock()方法会返回一个空的shared_ptr，这允许我们检测到资源已经被释放。

通过这种方式，weak_ptr可以被用作一种有效的机制，以监测和检查由shared_ptr管理的资源的状态。