C++11/std::shared_ptr – 循环引用问题

在C++11智能指针的使用过程中，一个很大的陷阱就是陷入了循环引用问题，这个问题类似于大型项目中两个头文件互相包含的问题，而在C++11中如果因为使用智能指针而引发了循环引用问题，那么其结果会导致智能指针无法释放，导致动态内存泄漏。

1 循环引用

下面是一个典型的循环引用示例：

class B;
class A {
public:
    std::shared_ptr<B> pointer_B;
    ~A() {
        std::cout << "A已经被删除" << std::endl;
    }
};

class B {
public:
    std::shared_ptr<A> pointer_A;
    ~B() {
        std::cout << "B已经被删除" << std::endl;
    }

};

int main()
{
    {
        std::shared_ptr<A> pointer_A(new A);
        std::shared_ptr<B> pointer_B(new B);
        pointer_A->pointer_B = pointer_B;
        pointer_B->pointer_A = pointer_A;
    }

    getchar();
    return 0;
}

上述两个代码中两个智能指针pointer_A和pointer_B都不会被删除，造成了内存泄漏。上述代码存在循环引用问题，pointer_A和pointer_B引用计数为2，在离开作用域之后，pointer_A和pointer_B的引用计数减为1，但是并不会减为0，导致了两个智能指针都不会调用析构函数，造成了内存泄漏。

2 使用weak_ptr修复循环引用

在C++11中，要解决这种循环引用问题的一种方式是引入弱引用指针weak_ptr，weak_ptr主要用于监视shared_ptr，构造其引用计数不会加1，析构引用计数也不会减1，主要用于监测shared_ptr中所管理的指针资源是否存在。

使用weak_ptr修复循环引用示例代码如下：

class B;
class A {
public:
    std::shared_ptr<B> pointer_B;
    ~A() {
        std::cout << "A已经被删除" << std::endl;
    }
};

class B {
public:
    std::weak_ptr<A> pointer_A;// 将shared_ptr修改为weak_ptr
    ~B() {
        std::cout << "B已经被删除" << std::endl;
    }

};

int main()
{
    {
        std::shared_ptr<A> pointer_A(new A);
        std::shared_ptr<B> pointer_B(new B);
        pointer_A->pointer_B = pointer_B;
        pointer_B->pointer_A = pointer_A;
    }

    getchar();
    return 0;
}