面试题：C++中std::weak_ptr锁定操作的基础应用

以下是使用C++ 代码示例说明std::weak_ptr通过lock()函数进行锁定操作，以及锁定成功和失败时的返回值情况：

#include <iostream>
#include <memory>

int main() {
    // 创建一个std::shared_ptr
    std::shared_ptr<int> sharedPtr = std::make_shared<int>(42);
    // 创建一个std::weak_ptr指向sharedPtr
    std::weak_ptr<int> weakPtr(sharedPtr);

    // 尝试锁定weakPtr
    std::shared_ptr<int> lockedPtr = weakPtr.lock();

    if (lockedPtr) {
        std::cout << "锁定成功，值为: " << *lockedPtr << std::endl;
    } else {
        std::cout << "锁定失败" << std::endl;
    }

    // 释放sharedPtr
    sharedPtr.reset();

    // 再次尝试锁定weakPtr
    lockedPtr = weakPtr.lock();

    if (lockedPtr) {
        std::cout << "锁定成功，值为: " << *lockedPtr << std::endl;
    } else {
        std::cout << "锁定失败" << std::endl;
    }

    return 0;
}

在上述代码中：

首先创建了一个std::shared_ptr指向一个int类型的对象，并将其值初始化为42。
接着创建一个std::weak_ptr指向sharedPtr。
第一次调用weakPtr.lock()，此时sharedPtr仍然存在，所以锁定成功，lock()函数返回一个有效的std::shared_ptr，可以通过它访问对象的值。
然后通过sharedPtr.reset()释放sharedPtr，此时int对象的引用计数变为0，对象被销毁。
第二次调用weakPtr.lock()，由于指向的对象已经被销毁，所以锁定失败，lock()函数返回一个空的std::shared_ptr。

应用场景

解决循环引用问题：在使用std::shared_ptr时，如果存在循环引用，会导致内存泄漏。例如，类A和类B相互持有对方的std::shared_ptr，这样两个对象的引用计数永远不会为0。使用std::weak_ptr可以打破这种循环引用。比如，类A持有类B的std::weak_ptr，当类B的std::shared_ptr被释放后，类A的std::weak_ptr可以通过lock()函数尝试获取std::shared_ptr，如果获取失败说明类B对象已经不存在。
缓存场景：在缓存系统中，缓存的对象可能会被其他地方释放（比如缓存淘汰策略）。缓存中可以使用std::weak_ptr指向对象，当需要使用缓存对象时，通过lock()函数尝试锁定，如果锁定成功则说明对象还在，可以继续使用；如果锁定失败则需要重新获取或生成对象。

星途面试题库

面试题：C++中std::weak_ptr锁定操作的基础应用

知识考点

面试题答案

应用场景