一组weak_ptr

Question

这是代码：

struct lex_compare {
    bool operator() (const weak_ptr<int> &lhs, const weak_ptr<int> &rhs)const {
        return *lhs.lock() < *rhs.lock();
    }
};

int main(){
    set<weak_ptr<int>,lex_compare> intset;
    intset.insert(make_shared<int>(1));

    cout << "intset size:" << intset.size() << endl; //1
    cout << "Does 1 exist?"<< intset.count(make_shared<int>(1))<<endl; // failed

}

我想知道如何count/find存储在intset的weak_ptr<int>以及是否有更好的方法可以完成同样的工作？

Answer 1

您不能将临时 shared_ptr 插入一组弱指针，因为从这个存储的弱指针指向已删除的内存的意义上说，这是内存泄漏。

intset.insert(make_shared<int>(1)); 
// after this instruction shared_ptr destructor frees the memory

这就是为什么你不能在 set 中找到它 - 因为*lhs.lock()在这里是 UB。

请参阅weak_ptr::lock 文档。

您需要以这种方式制作 òrder 运算符：

struct lex_compare {
    bool operator() (const weak_ptr<int> &lhs, const weak_ptr<int> &rhs)const {
        auto lptr = lhs.lock(), rptr = rhs.lock();
        if (!rptr) return false; // nothing after expired pointer 
        if (!lptr) return true;  // every not expired after expired pointer
        return *lptr < *rptr;
    }
};

所有这一切意味着 - 你需要有这个 shared_ptr sowmewhere 来计算它：

int main(){
    set<weak_ptr<int>,lex_compare> intset;
    auto shared1 = make_shared<int>(1); 
    intset.insert(shared1);

    cout << "intset size:" << intset.size() << endl; //1
    cout << "Does 1 exist?"<< intset.count(make_shared<int>(1))<<endl; // failed
}

有了上述 - 您的计数将起作用。

还考虑保持 shared_ptr 设置...

[更新]

marko 在评论中指出了有效的问题。 std::weak_ptr 根本不能以您使用它的方式用作键。 只有当你能确保指向的值永远不会改变，指针本身也永远不会过期。 看这个例子：

    set<weak_ptr<int>,lex_compare> intset;
    auto shared1 = make_shared<int>(1); 
    intset.insert(shared1);
    cout << "Does 1 exist?"<< intset.count(make_shared<int>(1))<<endl; // works
    shared1.reset();
    cout << "Does 1 exist?"<< intset.count(make_shared<int>(1))<<endl; // failed

另一个例子：

    set<weak_ptr<int>,lex_compare> intset;
    auto shared1 = make_shared<int>(1); 
    intset.insert(shared1);
    cout << "Does 1 exist?"<< intset.count(make_shared<int>(1))<<endl; // works
    *shared1 = 2;
    cout << "Does 1 exist?"<< intset.count(make_shared<int>(1))<<endl; // failed

您可以保留 std::shared_ptr 以防止指针的设置过期 - 并且 std::shared_ptr 具有operator < - 但该运算符比较指针本身 - 而不是指向的值 - 所以std::set<std::shared_ptr<int>>更好std::set<std::shared_ptr<int>> - 但最好的是std::set<int>

或更改std::set<...> --> std::vector<std::weak_ptr<int>> - 并使用count_if -- 请参阅：

vector<weak_ptr<int>> intset;
auto shared1 = make_shared<int>(1);
intset.push_back(shared1);
cout << "Does 1 exist?"<< count_if(begin(intset), end(intset), 
                                  [](auto&& elem) 
                                  { 
                                     auto ptr = elem.lock();
                                     return ptr && *ptr == 1; 
                                  }); 

或者使用std::set<std::shared_ptr<int>> ：

set<shared_ptr<int>> intset;
auto shared1 = make_shared<int>(1);
intset.insert(shared1);
// if you can ensure shared1 value will not change:
cout << "Does 1 exist?"<< intset.count(shared1);
// if not  - use count_if - the slower than std::count
cout << "Does 1 exist?"<< count_if(begin(intset), end(intset), 
                                  [](auto&& ptr) 
                                  { 
                                     return ptr && *ptr == 1; 
                                  }); 

Answer 2

shared_ptr没有实现您似乎假设的享元模式。

make_shared返回一个可以共享的指针。 要获得更多指向同一对象的指针，您必须使用复制构造函数或复制赋值运算符，并传递现有的shared_ptr 。

make_shared不会生成指向现有对象的附加指针。 它创建一个新对象。

因此， intset.count(make_shared<int>(1))返回0是正确的。 刚刚创建的shared_ptr<int>在集合中的任何地方都不存在。

连续调用make_shared<int>(1)比较不相等。

然后是与您的比较功能相关的额外损坏。 有一个适用于weak_ptr的排序，但事实并非如此。 你不稳定的比较函数会导致set行为异常。

您应该简单地使用set<int> 。

Answer 3

我们可以使用标准的std::owner_less<>代替尝试为弱指针编写自己的比较函数并提出行为不端的解决方案。

Answer 4

除非您实现清理方法并定期使用它，否则拥有一组弱指针是一个坏主意。 您可能希望在比较函数中设置保护措施，因为目前结果未定义。 以@PiotrNycz 的建议为例：

template <class T>
struct wptr_less_than 
{
    bool operator() ( const std::weak_ptr<T>& lhs, const std::weak_ptr<T>& rhs ) const {
        return lhs.expired() || (!rhs.expired() && *lhs.lock() < *rhs.lock());
    }
};

计算有效的弱指针

使用count_if和weak_ptr::expired的组合：

template <class T, class C, class A>
size_t count_valid_pointers( const std::set< std::weak_ptr<T>, C, A >& s )
{
    return s.size() - std::count_if( s.begin(), s.end(), 
         []( const std::weak_ptr<T>& wptr ){ return wptr.expired(); } 
    );
}

查找具有特定值的元素

您可以使用静态共享指针来存储查询（尽管这有点难看）：

template <class T, class C, class A>
typename std::set< std::weak_ptr<T>, C, A >::iterator
find_value( const std::set< std::weak_ptr<T>, C, A >& s, const T& val )
{
    static auto query = std::make_shared<T>();
    query.reset( const_cast<T*>(&val), []( T* ){} ) ;
    return s.find(query);
}

和一个例子：

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <memory>
#include <set>

template <class T>
struct wptr_less_than 
{
    bool operator() ( const std::weak_ptr<T>& lhs, const std::weak_ptr<T>& rhs ) const {
        return lhs.expired() || (!rhs.expired() && *lhs.lock() < *rhs.lock());
    }
};

template <class T, class C, class A>
size_t count_valid_pointers( const std::set< std::weak_ptr<T>, C, A >& s )
{
    return s.size() - std::count_if( s.begin(), s.end(), 
         []( const std::weak_ptr<T>& wptr ){ return wptr.expired(); } 
    );
}

template <class T, class C, class A>
typename std::set< std::weak_ptr<T>, C, A >::iterator
find_value( const std::set< std::weak_ptr<T>, C, A >& s, const T& val )
{
    static auto query = std::make_shared<T>();
    query.reset( const_cast<T*>(&val), []( T* ){} ) ;
    return s.find(query);
}


int main()
{
    std::set< std::weak_ptr<int>, wptr_less_than<int> > intset;

    auto a = std::make_shared<int>(1);
    auto b = std::make_shared<int>(2);

    intset.insert(a); intset.insert(b); a.reset();

    std::cout << "intset size:" << intset.size() << std::endl; //2
    std::cout << "intset real size:" << count_valid_pointers(intset) << std::endl; //1

    if ( find_value(intset,2) != intset.end() )
        std::cout << "Found it!\n";
}

Answer 5

将 weak_pointer 包装在容器中

例如

template <class T> class WeakPtrAsKey {
  T * m_ptr;
    typedef std::shared_ptr<T> _Sptr;
    typedef std::weak_ptr<T> _Wptr;
    _Wptr m_wptr;
    public:
    WeakPtrAsKey():m_ptr(nullptr) {};
    WeakPtrAsKey(_Wptr wptr):m_ptr(wptr.lock().get()),m_wptr(wptr) {}
    WeakPtrAsKey(_Sptr sptr):m_ptr(sptr.get()),m_wptr(sptr) {}
    bool operator<(const WeakPtrAsKey<T> &other) const { return m_ptr<other.m_ptr;}
    bool operator==(const WeakPtrAsKey<T> &other) const { return m_ptr==other.m_ptr;}
    _Wptr getWeak() const { return m_wptr;}
    _Sptr lock() const { return m_wptr.lock();}
};

并将其用作：

std::set<WeakPtrAsKey<MyKey>> mySet;
std::map<WeakPtrAsKey<MyKey>,MyVal> myMap;

用法示例：

void addToMap(std::weak_ptr<MyKey> key, const MyVal &val)
{
  myMap[key]=val
}
void addToMap(std::shared_ptr<MyKey> key, const MyVal &val)
{
  myMap[key]=val
}
std::shared_ptr<MyKey> getFirstKey()
{
  auto it=myMap.begin();
  return=it->first.lock();
}