循环引用发生在两个对象的shared_ptr相互持有,导致引用计数无法归零;将其中一个改为weak_ptr可打破循环,因其不增加引用计数,仅通过lock()安全访问对象,避免内存泄漏。

在C++中,weak_ptr 主要用来解决 shared_ptr 可能导致的循环引用问题。当两个或多个对象通过 shared_ptr 相互持有对方时,引用计数永远无法归零,造成内存泄漏。weak_ptr 不增加引用计数,因此可以打破这种循环。
循环引用是如何发生的?
考虑两个类 A 和 B,它们各自持有一个指向对方的 shared_ptr:
class B; // 前向声明class A {
public:
std::shared_ptr ptr;
~A() { std::cout };
class B {
public:
std::shared_ptr ptr;
~B() { std::cout };
如果这样使用:
auto a = std::make_shared();auto b = std::make_shared();
a->ptr = b;
b->ptr = a;
此时 a 和 b 的引用计数都是2。当离开作用域时,a 和 b 各自释放一次引用,但引用计数变为1后不再归零,析构函数不会被调用,造成内存泄漏。
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weak_ptr 如何打破循环
将其中一个指针改为 weak_ptr,即可打破循环。weak_ptr 不参与引用计数,只观察 shared_ptr 所管理的对象是否存在。
class B; // 前向声明class A {
public:
std::shared_ptr ptr;
~A() { std::cout };
class B {
public:
std::weak_ptr ptr; // 改为 weak_ptr
~B() { std::cout };
现在 b 持有的是 a 的 weak_ptr,不会增加 a 的引用计数。当作用域结束时:
- a 的引用计数为1(来自外部变量),释放后变为0,触发析构
- a 析构后,其内部持有的 b 引用减少,b 的引用计数变为0,也得以析构
整个链式结构被正确释放。
使用 weak_ptr 的注意事项
由于 weak_ptr 不保证所指对象仍然存在,使用前必须先检查:
std::weak_ptr wp;// ...
if (auto sp = wp.lock()) { // lock() 返回 shared_ptr,若对象还存在
// 安全使用 sp
} else {
// 对象已被释放
}
- 不要直接解引用 weak_ptr
- 用 lock() 获取临时 shared_ptr 来安全访问对象
- lock() 成功会延长对象生命周期,避免竞态条件
基本上就这些。用 weak_ptr 替代循环中的一方 shared_ptr,就能有效解决智能指针的循环依赖问题,同时保持内存安全。不复杂但容易忽略。











