返回一个weak_ptr成员变量

Question

我有以下TreeNode 类，它可以存储对其父节点的引用以及指向其所有子节点的指针向量。

树节点

class TreeNode : public std::enable_shared_from_this<TreeNode>
{
private:
    int val_;
    std::weak_ptr<TreeNode> parent_;
    std::vector<std::shared_ptr<TreeNode>> children_;
public:

    TreeNode(int val) : val_(val) {}

    void addChild(std::shared_ptr<TreeNode> child)
    {
        child->parent_ = shared_from_this();
        children_.push_back(std::move(child));
    }

    const int& getVal() const
    {
        return val_;
    }

    std::weak_ptr<TreeNode> getParent()
    {
        return parent_;
    }
};

parent_ 存储为weak_ptr，这样父子之间就没有循环依赖/内存泄漏。

主要

int main(int argc, char** argv) {
    std::shared_ptr<TreeNode> parent = std::make_shared<TreeNode>(1);
    std::shared_ptr<TreeNode> child = std::make_shared<TreeNode>(2);

    parent->addChild(child);

    // child->getParent()->getVal(); not possible
    return 0;
}

使用此类时，我想访问任何节点的父节点的值（...否则为什么要存储父节点），但由于 parent_ 是 weak_ptr，我无法调用任何成员函数它。

我知道这方面存在一些“黑客行为”，例如使用lock 从weak_ptr 中提取shared_ptr，但我觉得这会使API 变得笨拙。我想知道返回 weak_ptr 的推荐 C++11 方法是什么，它仍然可以使用。

编辑：

我可能不应该将 lock 称为“黑客”，而是从 API 的角度来看不够优雅。

例如，如果我想访问parent_，我必须这样做

主要

if (!child->getParent()->expired())
{
    std::cout << child->getParent()->lock()->getVal() << std::endl;
}

这似乎相当冗长，所以我想知道是否有任何语言功能可以利用来避免做所有这些。

Answer 1

没有办法在weak_ptr 上调用lock，weak_ptr 的全部意义在于它不计入它所指向的对象的引用计数，同时仍然允许使用控件阻止检查对象是否有效，然后获取shared_ptr。

对我来说，parent_ 不应该是 weak_ptr，而是原始指针。使用原始指针不是坏习惯或“不现代”，它们只是不应该拥有任何内存。有了它，您可以检查它是否是nullptr，以检查节点是否有父节点。

您在weak_ptr 上使用lock 的示例也是错误的。 shared_ptr 和 weak_ptr 被许多线程同时创建和销毁，这就是它们的大部分用例所在。

if (!child->getParent()->expired())
{
    std::cout << child->getParent()->lock()->getVal() << std::endl;
}

在您的示例中，您首先使用expired 成员函数检查指针是否仍然有效，如果是，则使用lock 获取将有助于对象引用计数的shared_ptr。如果有多个线程可能正在使用该指针，则在您的expired 调用之后和lock 调用之前，您的引用计数可能会达到0，并且可以从内存中删除对象。然后，您将从lock 获得一个nullptr shared_ptr，并在取消引用它时获得未定义的行为。

如果您继续使用weak_ptr，请这样做。

if(auto parent_ptr = child->getParent()->lock())
{
   // parent_ptr is shared_ptr that is not null here
}