C++weak_ptr访问被释放对象处理技巧

weak_ptr通过lock()获取shared_ptr来安全访问对象，避免悬空指针；常用于解决循环引用、实现观察者模式、缓存及对象存活检测，选择时根据是否需控制生命周期决定。

C++

weak_ptr

weak_ptr

解决方案

使用

weak_ptr

lock()

shared_ptr

lock()

shared_ptr

lock()

shared_ptr

#include 
#include 

class MyObject {
public:
    int data;
    MyObject(int value) : data(value) {
        std::cout << "MyObject constructed with data: " << data << std::endl;
    }
    ~MyObject() {
        std::cout << "MyObject destructed with data: " << data << std::endl;
    }

    void printData() {
        std::cout << "Data: " << data << std::endl;
    }
};

int main() {
    std::weak_ptr weakPtr;

    {
        std::shared_ptr sharedPtr = std::make_shared(42);
        weakPtr = sharedPtr;

        // 使用 weak_ptr 访问对象
        std::shared_ptr lockedPtr = weakPtr.lock();
        if (lockedPtr) {
            lockedPtr->printData(); // 安全访问
        } else {
            std::cout << "Object has been destroyed." << std::endl;
        }
    } // sharedPtr 超出作用域，对象被释放

    // 再次尝试访问
    std::shared_ptr lockedPtr = weakPtr.lock();
    if (lockedPtr) {
        lockedPtr->printData();
    } else {
        std::cout << "Object has been destroyed." << std::endl; // 输出此行
    }

    return 0;
}

如何避免

weak_ptr

访问悬空指针导致的崩溃？

1. 始终在使用前检查

   weak_ptr

   是否有效： 使用

   weak_ptr.lock()

   获取

   shared_ptr

   ，并检查返回的

   shared_ptr

   是否为空。这是最核心的原则。

2. 注意对象生命周期： 了解对象何时可能被释放，避免在对象已经被释放后尝试访问。 虽然无法完全预测，但良好的设计可以减少意外情况。

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3. 避免在多线程环境下出现竞争： 如果

   weak_ptr

   在多线程环境下使用，确保在访问前进行适当的同步，防止在检查后、访问前对象被释放。例如，使用互斥锁保护对

   weak_ptr

   的访问。

weak_ptr

还能用于哪些场景？

除了解决循环引用，

weak_ptr

1. 观察者模式： 观察者持有对主题的

   weak_ptr

   ，当主题被销毁时，观察者可以安全地停止观察，避免访问无效对象。
   

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2. 缓存： 缓存可以持有对对象的

   weak_ptr

   ，如果对象被其他地方释放，缓存可以自动清理过期条目。

3. 检测对象是否存活： 可以通过将

   shared_ptr

   转换为

   weak_ptr

   ，然后在稍后检查

   weak_ptr.expired()

   来判断对象是否仍然存活。

如何选择使用

weak_ptr

还是

shared_ptr

？

选择

weak_ptr

shared_ptr

• shared_ptr

  ： 表示共享所有权。多个

  shared_ptr

  可以指向同一个对象，只有当所有

  shared_ptr

  都被销毁时，对象才会被释放。

• weak_ptr

  ： 表示非拥有关系。

  weak_ptr

  可以观察对象，但不会阻止对象被释放。它只是提供了一种在对象仍然存在时访问它的方式。

如果需要控制对象的生命周期，应该使用

shared_ptr

weak_ptr

weak_ptr