C++的智能指针weak_ptr和普通指针的区别

我们之前说过weak_ptr可以用来解决share_ptr循环引用的问题，先来看看循环引用问题

    struct Node {
        std::shared_ptr<Node> next;
    };
    auto node1 = std::make_shared<Node>();
    auto node2 = std::make_shared<Node>();
    node1->next = node2;
    node2->next = node1;  // 循环引用

两个share指针指向的资源中的share指针指向对方，这样析构的时候，两个指针的强引用计数都从2减到1，不为0，资源没有释放

改为weak指针，只引用不计数，不增加share指针中的强引用计数，可以正常释放资源

    struct Node {
        std::weak_ptr<Node> next;
    };
    auto node1 = std::make_shared<Node>();
    auto node2 = std::make_shared<Node>();
    node1->next = node2;
    node2->next = node1;

下面看用普通指针能否解决

    struct Node {
        std::shared_ptr<Node>*next;
    };
    auto node1 = std::make_shared<Node>();
    auto node2 = std::make_shared<Node>();
    node1->next = &node2;
    node2->next = &node1;

用普通指针确实没有增加share指针的强引用计数，表面上看似解决了循环引用问题，实际上带来了普通指针的内存安全问题

此外weak_ptr可以通过lock()获取一个share_ptr，通过expired()获知资源是否还在，另外weak指针会进行弱引用计数

每个资源会对应一个控制块，在make_share指针的时候会给资源分配一个控制块，即所有指向同一对象的shared_ptr和weak_ptr共享同一个控制块

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|     控制块结构        |
|----------------------|
| 强引用计数 (shared)   | ← 记录有多少个shared_ptr指向该对象
| 弱引用计数 (weak)     | ← 记录有多少个weak_ptr依赖此控制块
| 原始指针              | ← 实际管理的对象指针
| 删除器 (deleter)      | ← 自定义删除函数（如果有）
| 分配器 (allocator)    | ← 自定义分配器（如果有）
+----------------------+

强引用计数用于管理资源，计数为0时释放资源

弱引用计数用于管理控制块，当强引用计数和弱引用计数均为0时释放控制块

控制块在资源释放时仍然存在是为了方便weak_ptr查询资源状态