C++智能指针weak_ptr的作用

当使用std::shared_ptr时，循环引用可能会导致资源泄漏的问题。下面是一个简单的示例，展示了循环引用导致资源泄漏的情况：

#include <iostream>
#include <memory>class A;
class B;class A {
public:std::shared_ptr<B> b_ptr_;A() {std::cout << "A constructor" << std::endl;}~A() {std::cout << "A destructor" << std::endl;}
};class B {
public:std::shared_ptr<A> a_ptr_;B() {std::cout << "B constructor" << std::endl;}~B() {std::cout << "B destructor" << std::endl;}
};int main() {std::shared_ptr<A> a_ptr(new A());std::shared_ptr<B> b_ptr(new B());a_ptr->b_ptr_ = b_ptr;  // A持有B的shared_ptrb_ptr->a_ptr_ = a_ptr;  // B持有A的shared_ptrreturn 0;
}

在上述示例中，类A和类B相互持有对方的std::shared_ptr。这样就形成了循环引用，因为两个对象彼此引用对方的std::shared_ptr，导致引用计数永远不会变为0，资源无法正确释放。

当main()函数结束时，a_ptr和b_ptr超出了作用域，它们的析构函数被调用，但由于循环引用的存在，对象A和B的析构函数不会被调用，资源无法被释放，从而导致资源泄漏。

为了避免循环引用导致的资源泄漏，可以使用std::weak_ptr来打破循环引用，如下所示：

#include <iostream>
#include <memory>class A;
class B;class A {
public:std::shared_ptr<B> b_ptr_;A() {std::cout << "A constructor" << std::endl;}~A() {std::cout << "A destructor" << std::endl;}
};class B {
public:std::weak_ptr<A> a_ptr_;B() {std::cout << "B constructor" << std::endl;}~B() {std::cout << "B destructor" << std::endl;}
};int main() {std::shared_ptr<A> a_ptr(new A());std::shared_ptr<B> b_ptr(new B());a_ptr->b_ptr_ = b_ptr;  // A持有B的shared_ptrb_ptr->a_ptr_ = a_ptr;  // B持有A的weak_ptrreturn 0;
}

在上述示例中，类B的成员变量a_ptr_使用std::weak_ptr来持有A的弱引用，这样不会增加A对象的引用计数。当A对象被释放时，std::weak_ptr会自动失效，不会影响资源的释放。这样就打破了循环引用，避免了资源泄漏的问题。