循环引用指两个对象互相持有对方的shared_ptr,导致引用计数无法归零而内存泄漏;使用weak_ptr可打破循环,因其不增加引用计数,仅观察对象是否存在,从而确保正确析构。

在C++11中,std::shared_ptr通过引用计数自动管理对象生命周期,但当两个对象互相持有对方的std::shared_ptr时,会形成循环引用,导致内存无法释放。这时就需要用std::weak_ptr打破循环。
什么是循环引用
假设有两个类A和B,A持有一个指向B的std::shared_ptr,同时B也持有一个指向A的std::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 };
// 使用:
auto a = std::make_shared();
auto b = std::make_shared();
a->ptr = b;
b->ptr = a; // 循环引用形成
此时,a和b的引用计数都为2。离开作用域后,各自的引用计数减1,但仍为1,析构函数不会被调用,造成内存泄漏。
使用std::weak_ptr打破循环
解决方法是让其中一个类使用std::weak_ptr,它不增加引用计数,只“观察”对象是否存在。
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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 };
// 使用:
auto a = std::make_shared();
auto b = std::make_shared();
a->ptr = b;
b->ptr = a; // 不增加 a 的引用计数
这样,a的引用计数为1(只有外部变量持有),b的引用计数也为1。当离开作用域,a和b都会被正确析构。
访问weak_ptr指向的对象
由于std::weak_ptr不保证对象仍然存在,访问前必须检查:
if (auto locked = b->ptr.lock()) {// locked 是 std::shared_ptr
std::cout } else {
std::cout }
也可以用
expired()判断是否过期,但
lock()更安全,因为它同时加锁并返回共享指针。
基本上就这些。关键是在可能形成闭环的地方用std::weak_ptr替代std::shared_ptr,保持逻辑关系又不干扰内存回收。常见于父子节点、观察者模式、缓存等场景。










