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c++中如何使用weak_ptr解决循环引用_c++ weak_ptr解决循环依赖方法

穿越時空

发布： 2025-09-30 14:07:02

原创

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循环引用指两个对象的shared_ptr相互持有，导致引用计数无法归零而内存泄漏；解决方法是将其中一个改为weak_ptr，如B类中用std::weak_ptr代替shared_ptr，打破循环，使对象能正常析构。

c++中如何使用weak_ptr解决循环引用_c++ weak_ptr解决循环依赖方法

在C++中，shared_ptr 能自动管理对象生命周期，但当两个对象互相持有对方的 shared_ptr 时，就会产生循环引用，导致内存无法释放。这时就需要用 weak_ptr 来打破循环。

什么是循环引用？

考虑两个类 A 和 B，A 持有指向 B 的 shared_ptr，B 也持有指向 A 的 shared_ptr：

struct B;

struct A {
    std::shared_ptr<B> b_ptr;
    ~A() { std::cout << "A destroyed\n"; }
};

struct B {
    std::shared_ptr<A> a_ptr;
    ~B() { std::cout << "B destroyed\n"; }
};

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如果这样创建对象：

auto a = std::make_shared<A>();
auto b = std::make_shared<B>();
a->b_ptr = b;
b->a_ptr = a;

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此时 a 和 b 的引用计数都为2。离开作用域后，a 和 b 的 shared_ptr 被销毁，引用计数减为1，但不会归零，析构函数不被调用，造成内存泄漏。

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用 weak_ptr 打破循环

解决方法是：将其中一个引用改为 weak_ptr，它不增加引用计数，只观察对象是否存在。

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修改上面的代码：

struct B;

struct A {
    std::shared_ptr<B> b_ptr;
    ~A() { std::cout << "A destroyed\n"; }
};

struct B {
    std::weak_ptr<A> a_ptr;  // 改为 weak_ptr
    ~B() { std::cout << "B destroyed\n"; }
};

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现在 B 持有的是指向 A 的 weak_ptr，不会增加 A 的引用计数。当外部 shared_ptr 离开作用域，A 的引用计数变为0，A 被销毁；接着 B 的 b_ptr 失效，B 的引用计数也归零，B 被销毁。

如何安全使用 weak_ptr

由于 weak_ptr 不保证所指对象一定存在，访问前必须检查：

使用 lock() 获取 shared_ptr：如果对象还活着，返回有效的 shared_ptr；否则返回 nullptr
使用 expired() 判断对象是否已销毁（不推荐，有竞态风险）

示例：

std::shared_ptr<A> get_a(std::weak_ptr<A>& a_weak) {
    if (auto a = a_weak.lock()) {
        return a;
    } else {
        std::cout << "A 已被销毁\n";
        return nullptr;
    }
}

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基本上就这些。只要在可能形成闭环的地方把非拥有性引用换成 weak_ptr，就能有效防止循环引用问题。关键是分清谁真正拥有对象，谁只是临时观察。拥有关系用 shared_ptr，观察用 weak_ptr。不复杂但容易忽略。

以上就是c++++中如何使用weak_ptr解决循环引用_c++ weak_ptr解决循环依赖方法的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！