一组weak_ptr

Question

代码如下：

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 中的 weak_ptr<int> 以及是否有更好的方法可以完成同样的工作？

Answer 1

拥有一组弱指针是个坏主意，除非您实现清理方法并定期使用它。你可能想在你的比较函数中设置一个安全措施，因为目前结果是未定义的。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 and 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);
}

还有一个例子：

#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 2

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

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

这就是为什么您无法在集合中找到它的原因 - 因为 *lhs.lock() 在这里是 UB。

参见 weak_ptr::lock doc。

您需要以这种方式创建 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;
    }
};

这意味着 - 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
}

有了以上 - 你的计数就可以了。

还考虑将 shared_ptr 保留在集合中...

[更新]

marko 在评论中指出了有效问题。 std::weak_ptr 根本不能以您使用它的方式用作密钥。只有当你能确保指向的值永远不会改变或者指针本身永远不会过期时。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 以防止指针过期 - 并且 std::shared_ptr 具有 operator < - 但此运算符比较指针本身 - 而不是指向的值 -所以更好的是 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 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 3

shared_ptr 没有实现享元模式，您似乎假设了这一点。

make_shared returns 一个可以共享的指针。要得到更多指向同一个对象的指针，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 不会创建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))returns0是正确的。刚创建的 shared_ptr<int> 在集合中不存在。

对 make_shared<int>(1) 的连续调用比较不相等。

还有与您的比较功能相关的额外问题。有一个适用于 weak_ptr 的排序，但事实并非如此。您不稳定的比较函数会导致 set 出现严重错误。

你应该简单地使用 set<int>.

Answer 4

将 weak_pointer 包裹在容器中

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;

使用示例：

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();
}

Answer 5

我们可以使用标准 std::owner_less<>，而不是尝试为弱指针编写自己的比较函数并提出行为不当的解决方案。

一组weak_ptr

A set of weak_ptr

c++

c++11

set

smart-pointers

weak-ptr

计算有效的弱指针

查找具有特定值的元素