面试突击系列(四)——C++智能指针循环引用问题

 2023-05-26 13:31:58  阅读 0

    循环引用问题是指两个或多个对象之间互相持有对方的std::shared_ptr,从而导致它们之间的引用计数无法减为零,从而无法正确地释放内存。这种情况下,对象之间形成了一个循环,导致内存泄漏。例如,考虑两个类A和B,每个类都有一个成员变量是指向另一个类对象的std::shared_ptr:

class A {
public:
    std::shared_ptr<B> bPtr;
};

class B {
public:
    std::shared_ptr<A> aPtr;
};

int main() {
    std::shared_ptr<A> a = std::make_shared<A>();
    std::shared_ptr<B> b = std::make_shared<B>();

    a->bPtr = b;
    b->aPtr = a;

    return 0;
}

    在上面的代码中,对象A持有对象B的std::shared_ptr,而对象B持有对象A的std::shared_ptr,它们之间形成了循环引用。当main函数结束时,这两个对象的引用计数永远不会减为零,导致内存泄漏。

    为了解决循环引用问题,可以使用std::weak_ptr来打破循环引用。std::weak_ptr是一种非拥有的智能指针,它可以观察并访问由std::shared_ptr管理的对象,但不会增加引用计数。std::weak_ptr可以通过调用std::shared_ptr的lock成员函数来获取一个有效的std::shared_ptr对象,如果对象仍然存在,就返回一个有效的指针,否则返回一个空指针。修改上述代码,使用std::weak_ptr解决循环引用问题:

class A {
public:
    std::weak_ptr<B> bPtr;
};

class B {
public:
    std::weak_ptr<A> aPtr;
};

int main() {
    std::shared_ptr<A> a = std::make_shared<A>();
    std::shared_ptr<B> b = std::make_shared<B>();

    a->bPtr = b;
    b->aPtr = a;

    return 0;
}

    通过使用std::weak_ptr替代std::shared_ptr来解决循环引用问题,可以确保对象的引用计数能够正确地减少为零,并正确释放内存。当需要访问对象时,可以通过调用lock函数获取有效的std::shared_ptr,在对象存在的情况下进行操作,否则得到一个空指针。这种方式避免了循环引用造成的内存泄漏问题。

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