c++ 智能指针指针数据监控实验

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本文介绍了std::weak_ptr和std::shared_ptr两种智能指针。std::weak_ptr是shared_ptr的辅助工具，可获取其状态信息、解决循环引用问题；std::shared_ptr会记录指向同一对象的指针数量，引用计数为0时自动删除对象。还展示了用weak_ptr监控智能指针创建情况的代码及运行结果。

1.概要

std::weak_ptr 是一种智能指针，通常不单独使用，只能和 shared_ptr 类型指针搭配使用，可以视为 shared_ptr 指针的一种辅助工具。借助 weak_ptr 类型指针可以获取 shared_ptr 指针的一些状态信息，比如有多少指向相同的 shared_ptr 指针、通过expired()判断shared_ptr 指针指向的堆内存是否已经被释放等等，还可以解决shared_ptr 循环引用的问题。
std::shared_ptr是一种智能指针（smart pointer），作用有如同指针，但会记录有多少个shared_ptrs共同指向一个对象。这便是所谓的引用计数（reference counting）。一旦最后一个这样的指针被销毁，也就是一旦某个对象的引用计数变为0，这个对象会被自动删除。这在非环形数据结构中防止资源泄露很有帮助。
用weak_ptr监控智能指针的创建情况

2.代码

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    shared_ptr<int> sh_ptr = make_shared<int>();
    shared_ptr<int> sh_ptr2 = sh_ptr;//添加一个指针：指针数2
    weak_ptr<int> wp(sh_ptr);//把指针交给weak_ptr管理：真正数不变2
    
    cout << "Pointer quantity:" << wp.use_count() << endl;//2
    shared_ptr<int> sh_ptr3 = wp.lock();//通过weak_ptr添加剂一个指针 指针数：3

    cout << "Pointer quantity:" << wp.use_count() << endl;//3
    sh_ptr.reset();
    cout << "Pointer quantity:" << wp.use_count() << endl;//2
    sh_ptr2.reset();
    cout << "Pointer quantity:" << wp.use_count() << endl;//1
    sh_ptr3.reset();
    cout << "Pointer quantity:" << wp.use_count() << endl;//0
    //是否过期
    if (wp.expired()) {
        cout << "Invalid pointer" << endl;
    }
    else {
        cout << "Pointer valid" << endl;
    }

    cout << "Hello World!\n";
}

3.运行结果

Pointer quantity:2
Pointer quantity:3
Pointer quantity:2
Pointer quantity:1
Pointer quantity:0
Invalid pointer
Hello World!