在std :: set或std :: map的键中使用weak_ptr是否安全

Question

今天有很多关于std::weak_ptr和std::owner_less以及它们在关联容器std::set和std::map 。 有很多帖子声称在std::set中使用weak_ptr是不正确的，因为如果弱指针到期，它将是Undefined Behavior。 这个对吗？

Answer 1

std::owner_less存在的原因之一是提供这种排序，并在存在即将到期的弱指针时保证其安全性。 我的逻辑是

首先，定义std::owner_less

• operator（）定义了25.4中定义的严格弱排序

  在operator() !operator()(a, b) && !operator()(b, a)定义的等价关系下，当且仅当它们共享所有权或者都是空的时，两个shared_ptr或weak_ptr实例是等效的。

这两个案例是

1. 它们共享同一个对象，实际上它们意味着它们共享相同的引用计数对象。
2. 他们都是空的。

现在，我认为混乱是在第二个任期。 关键是标准中的“空”意味着weak_ptr不与任何对象共享所有权。 同样，标准规定

• constexpr weak_ptr() noexcept;

  效果：构造一个空的weak_ptr对象。
  后置条件： use_count() == 0 。

• weak_ptr(const weak_ptr& r) noexcept;
• template<class Y> weak_ptr(const weak_ptr<Y>& r) noexcept;

• template<class Y> weak_ptr(const shared_ptr<Y>& r) noexcept;

  要求：除非Y*可隐式转换为T*否则第二个和第三个构造函数不应参与重载决策。

  效果：如果r为空，则构造一个空的weak_ptr对象; 否则，构造一个与r共享所有权的weak_ptr对象，并存储存储在r中的指针的副本。

  后置条件： use_count() == r.use_count() 。

Swap定义为交换两个weak_ptr的状态，赋值定义为使用上面的构造函数和swap。

这里需要注意的是，创建空weak_ptr的唯一方法是默认构造它，或者从先前为空的weak_ptr或shared_ptr复制/移动/分配一个。 同样重要的是要注意，你不能得到一个空weak_ptr通过简单地让weak_ptr到期。 过期的weak_ptr只有一个use_count为零。

实际上，当创建shared_ptr时，必须创建引用计数对象，或者使用shared_ptr构造函数与数据分开，或者在使用std::make_shared时在相同的内存分配中创建引用计数对象。 当从该shared_ptr构造weak_ptr ，它将指向相同的控制结构和引用计数。 当shared_ptr被销毁时，它可能会破坏数据，但引用计数对象必须保留，直到删除共享所有权的所有weak_ptr 。 否则， weak_ptr将有一个悬空指针引用。

所以，所有这些结合在一起意味着使用std::weak_ptr作为std::map键或std::set ，只要你使用std::owner_less来执行排序。 上面保证weak_ptr的顺序将保持不变，即使它在容器中它到期时也是如此。