 weak_ptr 类模板
Introduction 简介
Synopsis 概要
Members 成员
Free Functions 自由函数
Frequently Asked Questions 常见问题
weak_ptr 类模板存储一个引向已被 shared_ptr 管理的对象的 "weak reference"（弱引用）。为了访问这个对象，一个 weak_ptr 可以利用 shared_ptr 的构造函数或成员函数 lock 转换为 shared_ptr。当最后一个指向对象的 shared_ptr 消失，而对象也被删除后，从一个引向已被删除对象的 weak_ptr 实例获取 shared_ptr 的企图就会失败：构造函数会抛出一个 boost::bad_weak_ptr 类型的异常，而 weak_ptr::lock 会返回一个 empty shared_ptr。
每一个 weak_ptr 都符合 C++ 标准库的 CopyConstructible 和 Assignable 的必要条件，并因此能够用于标准库容器。因为提供了比较操作，因此 weak_ptr 可以和标准库中的关联式容器一起工作。
weak_ptr 的操作绝不会抛出异常。
这个类模板被 T 参数化，T 是被指向的对象的类型。
相对于 shared_ptr，weak_ptr 提供了一个非常有限的操作子集，因为在多线程程序中访问它所存储的指针是非常危险的，甚至有时在一个单线程程序中也是不安全的（也就是说，它可能引起未定义行为）。姑且假设 weak_ptr 有一个返回 raw pointer（裸指针）的 get 成员函数，考虑下面这个无辜的代码片段：
shared_ptr<int> p(new int(5));
weak_ptr<int> q(p);
// some time later
if(int * r = q.get())
{
// use *r
}
设想在 if 之后，但是又恰恰在 r 被使用之前，另一个线程执行了语句 p.reset()。这样 r 就成了一个 dangling pointer（悬挂指针）。
解决这个问题的方案是从 q 创建一个临时的 shared_ptr：
shared_ptr<int> p(new int(5));
weak_ptr<int> q(p);
// some time later
if(shared_ptr<int> r = q.lock())
{
// use *r
}
这样，r 就持有一个引向 q 所指向的对象的引用。即使在其它线程中执行了 p.reset()，那个对象也会继续活着，直到 r 离开作用域或者被 reset。通过获得一个指向这个对象的 shared_ptr，我们可以有效地保住它不被析构。
namespace boost {
template<class T> class weak_ptr {
public:
typedef T element_type;
weak_ptr();
template<class Y> weak_ptr(shared_ptr<Y> const & r);
weak_ptr(weak_ptr const & r);
template<class Y> weak_ptr(weak_ptr<Y> const & r);
~weak_ptr();
weak_ptr & operator=(weak_ptr const & r);
template<class Y> weak_ptr & operator=(weak_ptr<Y> const & r);
template<class Y> weak_ptr & operator=(shared_ptr<Y> const & r);
long use_count() const;
bool expired() const;
shared_ptr<T> lock() const;
void reset();
void swap(weak_ptr<T> & b);
};
template<class T, class U>
bool operator<(weak_ptr<T> const & a, weak_ptr<U> const & b);
template<class T>
void swap(weak_ptr<T> & a, weak_ptr<T> & b);
}
typedef T element_type;
提供模板参数 T 的类型。
weak_ptr();
作用：构造一个 empty weak_ptr。
后置条件：use_count() == 0。
抛出：无。
template<class Y> weak_ptr(shared_ptr<Y> const & r);
weak_ptr(weak_ptr const & r);
template<class Y> weak_ptr(weak_ptr<Y> const & r);
作用：如果 r 为 empty，构造一个 empty weak_ptr，否则，构造一个和 r shares ownership（共享所有权）的 weak_ptr，就像存储了 r 中所存储指针的一个拷贝。
后置条件：use_count() == r.use_count()。
抛出：无。
~weak_ptr();
作用：销毁这个 weak_ptr，但对于所存储指针所指向的对象没有作用。
抛出：无。
weak_ptr & operator=(weak_ptr const & r);
template<class Y> weak_ptr & operator=(weak_ptr<Y> const & r);
template<class Y> weak_ptr & operator=(shared_ptr<Y> const & r);
作用：等价于 weak_ptr(r).swap(*this)。
抛出：无。
注意：实现可以自由地经由不同的手段达到其效果（以及隐含的保证），而不创建临时变量。
long use_count() const;
返回：如果 *this 为 empty，返回 0，否则，返回和 *this share ownership（共享所有权）的 shared_ptr 对象的数目。
抛出：无。
注意：use_count() 达不到必要的效率。只用于调试和测试的目的。而不要用于产品代码。
bool expired() const;
返回：use_count() == 0。
抛出：无。
注意：expired() 可能比 use_count() 更快。
shared_ptr<T> lock() const;
返回：expired()? shared_ptr<T>(): shared_ptr<T>(*this)。
抛出：无。
void reset();
作用：等价于 weak_ptr().swap(*this)。
void swap(weak_ptr & b);
作用：交换两个智能指针的内容。
抛出：无。
template<class T, class U>
bool operator<(weak_ptr<T> const & a, weak_ptr<U> const & b);
返回：一个未确定值，以致于
-
operator< 是一个严格意义上的 C++ 标准 25.3
[lib.alg.sorting] 中描述的 weak ordering（弱顺序）；
-
等值关系通过 operator< 来定义，
!(a < b) && !(b < a)，在这种情况下，当且仅当两个 weak_ptr 实例 share ownership（共享所有权）或者都为 empty 时，两个 weak_ptr 相等。
抛出：无。
注意：允许 weak_ptr 对象在关联式容器中作为键值使用。
template<class T>
void swap(weak_ptr<T> & a, weak_ptr<T> & b)
作用：等价于 a.swap(b)。
抛出：无。
注意：与 std::swap 的接口匹配。为泛型编程提供帮助。
问：一个对象能不能在自己的构造函数内创建一个指向自己的 weak_ptr 呢？
答：不能。weak_ptr 只能从一个 shared_ptr 创建，而在对象构造的时候指向对象的 shared_ptr 还不存在。即使你能创建一个指向 this 的临时 shared_ptr，它也会在构造函数结尾处离开作用域，而所有的 weak_ptr 实例立马过期。
解决方案是把构造函数做成 private 的，并配备一个返回 shared_ptr 的工厂函数。
class X
{
private:
X();
public:
static shared_ptr<X> create()
{
shared_ptr<X> px(new X);
// create weak pointers from px here
return px;
}
};
|
