[C++11] 循环引用

前言

虽然C++11中的智能指针，一定程度上简化了C++当中的内存管理；但是，shared_ptr<>的使用同时也引出了另一个问题：循环引用。

例子

让我们先来看一段示例代码。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <memory>

using namespace std;

class parent;
class children;

class parent {
public:
    ~parent() { std::cout << "~parent()" << std::endl; }

public:
    std::shared_ptr<children> child;
};

class children {
public:
    ~children() { std::cout << "~children()" << std::endl; }

public:
    std::shared_ptr<parent> parent;
};

void Verify() {
    std::shared_ptr<parent> p(new parent);
    std::shared_ptr<children> c(new children);

    p->child = c;
    c->parent = p;
}

int main() {
    std::cout << "Begin" << std::endl;

    Verify();

    std::cout << "Done" << std::endl;
}

运行之后，我们可以发现两个对象都没有被正常析构。

分析

当我们想要parent对象释放时，children对象中仍保留了该parent对象的shared_ptr，导致其无法被正常释放。既然是因为children对象保留了引用，那么就先释放children对象呗？很好，parent对象中保留了该children对象的shared_ptr。这样，我们就陷入了一个死循环：循环引用。

解决办法

1. 手动打破"循环引用"

void Verify() {
    std::shared_ptr<parent> p(new parent);
    std::shared_ptr<children> c(new children);

    p->child = c;
    c->parent = p;

    p->child.reset();	// let it go，手动打破“循环引用”这种尴尬的局面；
}

2. 使用weak_ptr

weak_ptr仅保持对对象的引用，而不负责具体的资源管理；
但是，相比裸指针而言，weak_ptr提供了expired()接口，方便检测引用的对象是否已经释放，这点是裸指针所不具备的。

class parent {
public:
    ~parent() { std::cout << "~parent()" << std::endl; }

public:
    std::shared_ptr<children> child;
};

class children {
public:
    ~children() { std::cout << "~children()" << std::endl; }

public:
    std::weak_ptr<parent> parent;	// 替换成“弱引用”
};