C++中的std::shared_ptr循环引用怎么解决？(使用std::weak

std::shared_ptr循环引用会导致内存泄漏，因引用计数无法归零；应使用std::weak_ptr在非拥有权方向打破循环，访问前必须调用lock()检查有效性。

c++中的std::shared_ptr循环引用怎么解决？(使用std::weak_ptr打破环)

std::shared_ptr 循环引用会导致内存泄漏

当两个或多个 std::shared_ptr 相互持有对方管理的对象时，引用计数永远无法归零，对象不会被析构——这不是悬空指针问题，而是资源永久驻留。典型场景是父子类双向关联、观察者与被观察者、图结构节点互相引用等。

用 std::weak_ptr 替换循环中的一方持有关系

std::weak_ptr 不增加引用计数，只“观察”所指向对象是否还存活。它不能直接解引用，必须先调用 lock() 转为 std::shared_ptr，失败则说明对象已被释放。

只在“非拥有权”方向使用 std::weak_ptr：比如子节点持父节点的 std::weak_ptr，而非 std::shared_ptr
访问前必须检查：调用 lock() 后判断返回的 std::shared_ptr 是否为空
不能用 weak_ptr.get() 或直接解引用 —— 编译不通过，强制你处理生命周期不确定性

一个典型的父子类循环引用修复示例

下面代码中，Parent 持有 Child 的 std::shared_ptr，而 Child 改用 std::weak_ptr 持有 Parent，从而打破循环：

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#include 
#include 

struct Parent;
struct Child;

struct Parent {
    std::shared_ptr child;
    ~Parent() { std::cout << "Parent destroyed\n"; }
};

struct Child {
    std::weak_ptr parent; // ← 关键：不增加引用计数
    ~Child() { std::cout << "Child destroyed\n"; }
};

int main() {
    auto p = std::make_shared();
    auto c = std::make_shared();
    p->child = c;
    c->parent = p; // weak_ptr assignment，无引用计数变化

    // 安全访问 parent（需检查 lock() 结果）
    if (auto parent_ptr = c->parent.lock()) {
        std::cout << "Parent still alive\n";
    } else {
        std::cout << "Parent already gone\n";
    }
} // ← 此处 p 和 c 都会正确析构

容易忽略的细节和陷阱

很多人以为只要用了 std::weak_ptr 就万事大吉，但实际还有几个关键点：

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std::weak_ptr 本身不保证线程安全：多个线程同时调用 lock() 是安全的，但后续对所获 shared_ptr 的使用仍需同步
不能用 std::weak_ptr 初始化另一个 std::shared_ptr（如 std::shared_ptr(weak_ptr) 会抛 std::bad_weak_ptr 异常），必须用 lock()
在析构函数中调用 lock() 可能返回空 —— 因为此时对象可能正处在销毁链中，其他 shared_ptr 已释放
若存在多重间接引用（A→B→C→A），仅改一处 weak_ptr 不够，得识别整个环并至少打断一处