weak_ptr 是一種不控制所指向?qū)ο笊嫫诘闹悄苤羔槪赶蛴梢粋€(gè) shared_ptr 管理的對(duì)象，將一個(gè) weak_ptr 綁定到一個(gè) shared_ptr 不會(huì)改變 shared_ptr 的引用計(jì)數(shù)，一旦最后一個(gè)指向?qū)ο蟮?shared_ptr 被銷毀，對(duì)象就會(huì)被釋放。即使有 weak_ptr 指向?qū)ο螅瑢?duì)象也還是會(huì)被釋放，因此, weak_ptr 的名字抓住了這種智能指針“弱”共享對(duì)象的特點(diǎn)。

當(dāng)我們創(chuàng)建一個(gè) weak_ptr 時(shí)，要用一個(gè) shared_ptr 來初始化它：

auto p = make_shared<int>(42);
weak_ptr<int> wp(p); //wp 弱共享 p；p 的引用計(jì)數(shù)未改變

本例中 wp 和 p 指向相同的對(duì)象，由于是弱共享，創(chuàng)建 wp 不會(huì)改變 p 的引用計(jì)數(shù)；wp 指向的對(duì)象可能被釋放掉。

由于對(duì)象可能不存在，我們不能使用 weak_ptr 直接訪問對(duì)象，而必須調(diào)用 lock。此函數(shù)檢查 weak_ptr 指向的對(duì)象是否仍存在，如果存在，lock 返回一個(gè)指向共享對(duì)象的 shared_ptr。與任何其他 shared_ptr 類似，只要此 shared_ptr 存在，它所指向的底層對(duì)象也就會(huì)一直存在。例如：

if (shared_ptr<int> np = wp.lock()) { // 如果 np 不為空則條件成立
    // 在 if 中，np 與 p 共享對(duì)象
}

在這段代碼中,只有當(dāng) lock 調(diào)用返回 true 時(shí)我們才會(huì)進(jìn)入 if 語句體。在 if 中，使用 np 訪問共享對(duì)象是安全的。

核查指針類

作為 weak_ptr 用途的一個(gè)展示，我們將為 StrBlob 類定義一個(gè)伴隨指針類。我們的指針類將命名為 StrBlobPtr，會(huì)保存一個(gè) weak_ptr，指向 StrBlob 的 data 成員，這是初始化時(shí)提供給它的，通過使用 weak_ptr，不會(huì)影響一個(gè)給定的 StrBlob 所指向的 vector 的生存期。但是，可以阻止用戶訪問一個(gè)不再存在的 vector 的企圖。

StrBlobPtr 會(huì)有兩個(gè)數(shù)據(jù)成員：wptr，或者為空，或者指向一個(gè) StrBlob 中的 vector；curr，保存當(dāng)前對(duì)象所表示的元素的下標(biāo)，類似它的伴隨類 StrBlob，我們的指針類也有一個(gè) check 成員來檢查解引用 StrBlobPtr 是否安全：

// 對(duì)于訪問一個(gè)不存在元素的嘗試，StrBlobPtr 拋出一個(gè)異常
class StrBlobPtr {
public:
    StrBlobPtr(): curr(0) {}
    StrBlobPtr(StrBlob &a, size_t sz = 0): 
            wptr(a.data), curr(sz) {}
    std::string & deref() const;
    StrBlobPtr& incr(); // 前綴遞增
private:
    // 若檢查成功，check 返回一個(gè)指向 vector 的 shared_ptr
    std::shared_ptr<std::vector<std::string>>
            check(std::size_t, const std::string& ) const;
    // 保存一個(gè) weak_ptr，意味看底層 vector 可能會(huì)被銷毀
    std::weak_ptr<std::vector<std::string>> wptr;
    std:size_t curr; // 在數(shù)組中的當(dāng)前位置
}

默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)生成一個(gè)空的 StrBlobPtr，其構(gòu)造函數(shù)初始化列表將 curr 顯式初始化為 0，并將 wptr 隱式初始化為一個(gè)空 weak_ptr，第二個(gè)構(gòu)造函數(shù)接受一個(gè) StrBlob 引用和一個(gè)可選的索引值，此構(gòu)造函數(shù)初始化 wptr，令其指向給定 StrBlob 對(duì)象的 shared_ptr 中的 vector，并將 curr 初始化為 sz 的值。我們使用了默認(rèn)參數(shù)，表示默認(rèn)情況下將 curr 初始化為第一個(gè)元素的下標(biāo)。我們將會(huì)看到，StrBlob 的 end 成員將會(huì)用到參數(shù) sz。

值得注意的是，我們不能將 StrBlobPtr 綁定到一個(gè) const StrBlob 對(duì)象。這個(gè)限制是由于構(gòu)造函數(shù)接受一個(gè)非 const StrBlob 對(duì)象的引用而導(dǎo)致的。

StrBlobPtr 的 check 成員與 StrBlob 中的同名成員不同，它還要檢查指針指向的 vector 是否還存在：

std::shared_ptr<std::vector<std::string>>
StrBlobPtr::check(std::size_t i, const std::string &msg) const {
    auto ret = wptr.lock(); // vector 還存在嗎？
    if (!ret){
        throw std::runtime_error("unbound StrBlobPtr");
    }
    if (i >= ret->size()){
        throw  std::out_of_range(msg);
    }
    return ret; // 否則，返回指向 vector 的 shared_ptr
}

由于一個(gè) weak_ptr 不參與其對(duì)應(yīng)的 shared_ptr 的引用計(jì)數(shù)，StrBlobPtr 指向的 vector 可能已經(jīng)被釋放了。如果 vector 已銷毀，lock 將返回一個(gè)空指針。在本例中，任何 vector 的引用都會(huì)失敗，于是拋出一個(gè)異常。否則，check 會(huì)檢查給定索引，如果索引值合法，check 返回從 lock 獲得的 shared_ptr。

指針操作

我們將定義名為 deref 和 incr 的函數(shù)，分別用來解引用和遞增 StrBlobPtr。

deref 成員調(diào)用 check，檢查使用 vector 是否安全以及 curr 是否在合法范圍內(nèi)：

std::string& StrBlobPtr::deref() const {
    auto p = check(curr, "dereference past end");
    return (*p)[curr]; //(*p) 是對(duì)象所指向的 vector
}

如果 check 成功，p 就是一個(gè) shared_ptr，指向 StrBlobPtr 所指向的 vector。表達(dá)式 (*p)[curr] 解引用 shared_ptr 來獲得 vector，然后使用下標(biāo)運(yùn)算符提取并返回 curr 位置上的元素。

incr 成員也調(diào)用 check：

// 前綴遞增：返回遞增后的對(duì)象的引用
StrBlobPtr& StrBlobPtr::incr() {
    // 如果 curr 已經(jīng)指向容器的尾后位置，就不能遞增它
    check(curr, "increment past end of StrBlobPtr");
    ++curr; // 推進(jìn)當(dāng)前位置
    return *this;
}

當(dāng)然，為了訪問 data 成員，我們的指針類必須聲明為 StrBlob 的 friend 我們還要為 StrBlob 類定義 begin 和 end 操作，返回一個(gè)指向它自身的 StrBlobPtr：

// 對(duì)于 StrBlob 中的友元聲明來說，此前置聲明是必要的
class StrBlobPtr;
class StrBlob {
    friend class StrBlobPtr;
    // 其他成員
    // 返回指向首元素和尾后元素的 StrBlobPtr
    StrBlobPtr begin() {return StrBlobPtr(*this); }
    StrBlobPtr end() {
        auto ret = StrBlobPtr(*this, data->size());
        return ret;
    }
};