Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

Создаваемый указатель weak_ptrинициализируется из указателя shared_ptr:

auto p = make_shared(42);

weak_ptr wp(p); // wp слабо связан с p; счетчик ссылок p неизменен

Здесь указатели wpи pуказывают на тот же объект. Поскольку совместное использование слабо, создание указателя wpне изменяет счетчик ссылок указателя p; это делает возможным удаление объекта, на который указывает указатель wp.

Таблица 12.5. Функции указателя weak_ptr

Поскольку объект может больше не существовать, нельзя использовать указатель weak_ptrдля непосредственного доступа к его объекту. Для этого следует вызвать функцию lock(). Она проверяет существование объекта, на который указывает указатель weak_ptr. Если это так, то функция lock()возвращает указатель shared_ptrна совместно используемый объект. Такой указатель гарантирует существование объекта, на который он указывает, по крайней мере, пока существует этот указатель shared_ptr. Рассмотрим пример:

if (shared_ptr np = wp.lock()) { // true, если np не нулевой

// в if, np совместно использует свой объект с p

}

Внутренняя часть оператора ifдоступна только в случае истинности вызова функции lock(). В операторе ifиспользование указателя npдля доступа к объекту вполне безопасно.

Для того чтобы проиллюстрировать, насколько полезен указатель weak_ptr, определим вспомогательный класс указателя для нашего класса StrBlob. Класс указателя, назовем его StrBlobPtr, будет хранить указатель weak_ptrна переменную-член data класса StrBlob, которым он был инициализирован. Использование указателя weak_ptrне влияет на продолжительность существования вектора, на который указывает данный объект класса StrBlob. Но можно воспрепятствовать попытке доступа к вектору, которого больше не существует.

Класс StrBlobPtrбудет иметь две переменные-члена: указатель wptr, который может быть либо нулевым, либо указателем на вектор в объекте класса StrBlob; и переменную curr, хранящую индекс элемента, который в настоящее время обозначает этот объект. Подобно вспомогательному классу класса StrBlob, у класса указателя есть функция-член check(), проверяющая безопасность обращения к значению StrBlobPtr:

// StrBlobPtr передает исключение при попытке доступа к

// несуществующему элементу

class StrBlobPtr {

public:

StrBlobPtr() : curr(0) { }

StrBlobPtr(StrBlob &a, size_t sz = 0):

wptr(a.data), curr(sz) { }

std::string& deref() const;

StrBlobPtr& incr(); // префиксная версия

private:

// check() возвращает shared_ptr на вектор, если проверка успешна

std::shared_ptr>

check(std::size_t, const std::string&) const;

// хранит weak_ptr, означая возможность удаления основного вектора

std::weak_ptr> wptr;

std::size_t curr; // текущая позиция в пределах массива

};

Стандартный конструктор создает нулевой указатель StrBlobPtr. Список инициализации его конструктора (см. раздел 7.1.4) явно инициализирует переменную-член currнулем и неявно инициализирует указатель-член wptrкак нулевой указатель weak_ptr. Второй конструктор получает ссылку на StrBlobи (необязательно) значение индекса. Этот конструктор инициализирует wptrкак указатель на вектор данного объекта класса StrBlobи инициализирует переменную currзначением sz. Используем аргумент по умолчанию (см. раздел 6.5.1) для инициализации переменной curr, чтобы обозначить первый элемент. Как будет продемонстрировано, ниже параметр szбудет использован функцией-членом end()класса StrBlob.

Следует заметить, что нельзя связать указатель StrBlobPtrс константным объектом класса StrBlob. Это ограничение следует из того факта, что конструктор получает ссылку на неконстантный объект типа StrBlob.

Функция-член check()класса StrBlobPtrотличается от таковой у класса StrBlob, поскольку она должна проверять, существует ли еще вектор, на который он указывает:

std::shared_ptr>

StrBlobPtr::check(std::size_t i, const std::string &msg) const {

auto ret = wptr.lock(); // существует ли еще вектор?

if (!ret)

throw std::runtime_error("unbound StrBlobPtr");

if (i >= ret->size())

throw std::out_of_range(msg);

return ret; // в противном случае, возвратить shared_ptr на вектор

}

Так как указатель weak_ptrне влияет на счетчик ссылок соответствующего указателя shared_ptr, вектор, на который указывает StrBlobPtr, может быть удален. Если вектора нет, функция lock()возвратит нулевой указатель. В таком случае любое обращение к вектору потерпит неудачу и приведет к передаче исключения. В противном случае функция check()проверит переданный индекс. Если значение допустимо, функция check()возвратит указатель shared_ptr, полученный из функции lock().

Определение собственных операторов рассматривается в главе 14, а пока определим функции deref()и incr()для обращения к значению и инкремента указателя класса StrBlobPtrсоответственно.

Функция-член deref()вызывает функцию check()для проверки безопасности использования вектора и принадлежности индекса currего диапазону:

std::string& StrBlobPtr::deref() const {

auto p = check(curr, "dereference past end");

return (*p)[curr]; // (*p) - вектор, на который указывает этот объект

}

Если проверка прошла успешно, то pбудет указателем типа shared_ptrна вектор, на который указывает данный указатель StrBlobPtr. Выражение (*p)[curr]обращается к значению данного указателя shared_ptr, чтобы получить вектор, и использует оператор индексирования для доступа и возвращения элемента по индексу curr.