std::shared_ptr 与 std::weak_ptr
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发布时间：2024-10-23 17:35
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时间：2024-11-04 09:35
智能指针在编程中扮演着重要角色，尤其在处理对象生命周期时。最近，一个程序在测试中频繁崩溃，经过深入分析后，发现根本原因在于对象的删除操作。程序中有一个统一的创建对象部分，此部分在测试时会删除已创建的对象并重新创建。然而，在其它使用此对象的地方，却不知道对象已经被删除，导致程序失败。
那么，如何解决这一问题？智能指针提供了解决方案。不过，面对多种类型的智能指针，如何选择适合当前情况的呢？通过简单调研，发现使用`std::shared_ptr`与`std::weak_ptr`联合使用比较合适。下面，将通过一个工厂生产产品的例子来解释如何应用这些指针。
设想有一个工厂，可以生产各种产品。产品有一个“远程销毁”功能，可以随时销毁已生产的产品。需求是：使用此产品的代码需要知道产品已经被销毁。为实现这一需求，我们可以使用智能指针。
我们使用一个`vector`记录所有工厂生产的产品，并使用`shared_ptr`来维护产品与工厂之间的关系。返回给用户的则是`weak_ptr`，表示用户对该产品没有所有权，只有使用权。这种设置无需手动将`shared_ptr`转换为`weak_ptr`，这一过程是自动进行的。
当需要销毁已生产的产品时，只需清空`vector`即可，`shared_ptr`会自动处理销毁问题。接下来，我们来看看如何使用`weak_ptr`。
与通常情况下的指针判断方法类似，我们使用`expired()`函数来判断`weak_ptr`是否可使用。如果可以使用，通过`lock()`临时获取所有权，然后执行相应的操作。这样，我们就能确保程序在产品被销毁后，无法继续使用。
尽管使用`weak_ptr`带来了一定的复杂性，例如需要额外调用`lock()`，但从代码安全性角度看，这种设计提高了程序的健壮性。避免了额外的代码如消息通知或标志位，也避免了对象被删除后，即使有标志位也无法使用的困境。因此，智能指针在管理对象生命周期方面表现出色，大大提升了代码的可靠性与简洁性。
总结来说，智能指针类型的选择应基于具体使用场景。`std::shared_ptr`与`std::weak_ptr`的联合使用适用于对象可能随时被删除且用户无法控制删除时间的情况。此外，`weak_ptr`在`lock()`期间提供临时所有权，确保对象在使用期间无法被其他地方删除。这种设计不仅简化了内存管理，还增强了程序的健壮性和安全性。
