 weak_ptr 類模板
Introduction 簡介
Synopsis 概要
Members 成員
Free Functions 自由函數(shù)
Frequently Asked Questions 常見問題
weak_ptr 類模板存儲一個引向已被 shared_ptr 管理的對象的 "weak reference"（弱引用）。為了訪問這個對象，一個 weak_ptr 可以利用 shared_ptr 的構造函數(shù)或成員函數(shù) lock 轉換為 shared_ptr。當最后一個指向對象的 shared_ptr 消失，而對象也被刪除后，從一個引向已被刪除對象的 weak_ptr 實例獲取 shared_ptr 的企圖就會失敗：構造函數(shù)會拋出一個 boost::bad_weak_ptr 類型的異常，而 weak_ptr::lock 會返回一個 empty shared_ptr。
每一個 weak_ptr 都符合 C++ 標準庫的 CopyConstructible 和 Assignable 的必要條件，并因此能夠用于標準庫容器。因為提供了比較操作，因此 weak_ptr 可以和標準庫中的關聯(lián)式容器一起工作。
weak_ptr 的操作絕不會拋出異常。
這個類模板被 T 參數(shù)化，T 是被指向的對象的類型。
相對于 shared_ptr，weak_ptr 提供了一個非常有限的操作子集，因為在多線程程序中訪問它所存儲的指針是非常危險的，甚至有時在一個單線程程序中也是不安全的（也就是說，它可能引起未定義行為）。姑且假設 weak_ptr 有一個返回 raw pointer（裸指針）的 get 成員函數(shù)，考慮下面這個無辜的代碼片段：
shared_ptr<int> p(new int(5));
weak_ptr<int> q(p);
// some time later
if(int * r = q.get())
{
// use *r
}
設想在 if 之后，但是又恰恰在 r 被使用之前，另一個線程執(zhí)行了語句 p.reset()。這樣 r 就成了一個 dangling pointer（懸掛指針）。
解決這個問題的方案是從 q 創(chuàng)建一個臨時的 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
}
這樣，r 就持有一個引向 q 所指向的對象的引用。即使在其它線程中執(zhí)行了 p.reset()，那個對象也會繼續(xù)活著，直到 r 離開作用域或者被 reset。通過獲得一個指向這個對象的 shared_ptr，我們可以有效地保住它不被析構。
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;
提供模板參數(shù) T 的類型。
weak_ptr();
作用：構造一個 empty weak_ptr。
后置條件：use_count() == 0。
拋出：無。
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 為 empty，構造一個 empty weak_ptr，否則，構造一個和 r shares ownership（共享所有權）的 weak_ptr，就像存儲了 r 中所存儲指針的一個拷貝。
后置條件：use_count() == r.use_count()。
拋出：無。
~weak_ptr();
作用：銷毀這個 weak_ptr，但對于所存儲指針所指向的對象沒有作用。
拋出：無。
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：等價于 weak_ptr(r).swap(*this)。
拋出：無。
注意：實現(xiàn)可以自由地經由不同的手段達到其效果（以及隱含的保證），而不創(chuàng)建臨時變量。
long use_count() const;
返回：如果 *this 為 empty，返回 0，否則，返回和 *this share ownership（共享所有權）的 shared_ptr 對象的數(shù)目。
拋出：無。
注意：use_count() 達不到必要的效率。只用于調試和測試的目的。而不要用于產品代碼。
bool expired() const;
返回：use_count() == 0。
拋出：無。
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)。
拋出：無。
void reset();
作用：等價于 weak_ptr().swap(*this)。
void swap(weak_ptr & b);
作用：交換兩個智能指針的內容。
拋出：無。
template<class T, class U>
bool operator<(weak_ptr<T> const & a, weak_ptr<U> const & b);
返回：一個未確定值，以致于
-
operator< 是一個嚴格意義上的 C++ 標準 25.3
[lib.alg.sorting] 中描述的 weak ordering（弱順序）；
-
等值關系通過 operator< 來定義，
!(a < b) && !(b < a)，在這種情況下，當且僅當兩個 weak_ptr 實例 share ownership（共享所有權）或者都為 empty 時，兩個 weak_ptr 相等。
拋出：無。
注意：允許 weak_ptr 對象在關聯(lián)式容器中作為鍵值使用。
template<class T>
void swap(weak_ptr<T> & a, weak_ptr<T> & b)
作用：等價于 a.swap(b)。
拋出：無。
注意：與 std::swap 的接口匹配。為泛型編程提供幫助。
問：一個對象能不能在自己的構造函數(shù)內創(chuàng)建一個指向自己的 weak_ptr 呢？
答：不能。weak_ptr 只能從一個 shared_ptr 創(chuàng)建，而在對象構造的時候指向對象的 shared_ptr 還不存在。即使你能創(chuàng)建一個指向 this 的臨時 shared_ptr，它也會在構造函數(shù)結尾處離開作用域，而所有的 weak_ptr 實例立馬過期。
解決方案是把構造函數(shù)做成 private 的，并配備一個返回 shared_ptr 的工廠函數(shù)。
class X
{
private:
X();
public:
static shared_ptr<X> create()
{
shared_ptr<X> px(new X);
// create weak pointers from px here
return px;
}
};
|
