C++强引用和弱引用（转）
原来，我认为“为什么会有引用计数这样的技术”是为了内存自动回收和节省内存，但是读完下面的几节后，内存自动回收是一个原因，但是节省内存并不是真正的原因，真正的原因是有些对象如果被复制在现实中是不合事实的。
1. 为什么有引用计数？
C++中存在两种语义： 值语义(value semantic)和对象语义(object semantic)。对象语义也可以叫做引用语义(reference semantic)。
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值语义： 指的是对象的拷贝与原对象无关，就像拷贝int一样，C++的常用类型数据都是值语义。
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对象语义： 指的是面向对象意义下的对象，是禁止拷贝的。
在设计一个类的时候该类是否可以被拷贝(即具备拷贝构造函数），取决于拷贝后的语义是否成立，比如一个Thread类，拷贝后系统中并不会启动另外一个线程，所以拷贝是禁止的。同样类似于Employee雇员类也是。
这么设计起码有两个好处：
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语义合理，有些对象复制是不合常理的
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节省内存
2. 强引用
当对象被创建时，引用计数为1；每创建一个变量引用该对象时，该对象的计数就增加1；当上述变量销毁时，对象的计数减1；当计数为0时，这个对象也就被析构了。
强引用计数在很多情况下都是可以正常工作的，但是也有不奏效的时候。当出现循环引用时，就会出现严重的问题，以至于出现内存泄露，如下代码：
#include <boost/shared_ptr.hpp>
#include <boost/weak_ptr.hpp>
class parent;
class children;
typedef boost::shared_ptr<parent> parent_ptr;
typedef boost::shared_ptr<children> children_ptr;
class parent
{
public:
~parent() { std::cout <<"destroying parent\n"; }
public:
children_ptr children;
};
class children
{
public:
~children() { std::cout <<"destroying children\n"; }
public:
parent_ptr parent;
};
void test()
{
parent_ptr father(new parent());
children_ptr son(new children);
father->children = son;
son->parent = father;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
std::cout<<"begin test...\n";
test();
std::cout<<"end test.\n";
return 0x0;
}运行该程序可以看到，即使退出了test函数后，由于parent和children对象互相引用，它们的引用计数都是1，不能自动释放，并且此时两个对象再无法访问到。这就引起了C++中那臭名昭著的内存泄露。
一般来讲，解除这种循环引用有下面三种可行的方法：
1） 当只剩下最后一个引用的时候，需要手动打破循环引用释放对象；
2) 当parent的生存期超过children的生存期的时候，children改为使用一个普通指针指向parent
3) 使用弱引用的智能指针打破这种循环引用
虽然这三种方法都可行，但方法1和方法2都需要程序员手动控制，麻烦且容易出错。下面就介绍弱引用。
3. 弱引用
boost::week_ptr
namespace boost {
template<typename T> class weak_ptr {
public:
template <typename Y>
weak_ptr(const shared_ptr<Y>& r);
weak_ptr(const weak_ptr& r);
~weak_ptr();
T* get() const;
bool expired() const;
shared_ptr<T> lock() const;
};
}可以看到，boost::weak_ptr必须从一个boost::share_ptr或另一个boost::weak_ptr转换而来，这也说明，进行该对象的内存管理的是哪个强引用的boost::share_ptr。boost::weak_ptr只是提供了对管理对象的一个访问手段。boost::weak_ptr除了对所管理对象的基本访问功能(通过get()函数)外，还有两个常用的功能函数： expired()用于检测所管理的对象是否已经释放； lock()用于获取所管理的对象的强引用指针。
由于弱引用不更改引用计数，类似于普通指针，只要把循环引用的一方使用弱引用，即可解除循环引用。对于上面的那个例子来说，只要把children的定义改为如下方式，即可解除循环引用：
class children
{
public:
~children() { std::cout <<"destroying children\n"; }
public:
boost::weak_ptr<parent> parent;
};最后值得一提的是，虽然通过弱引用指针可以有效的解除循环引用，但这种方式必须在程序员能预见会出现循环引用的情况下才能使用，也可以说这个仅仅是一种编译期的解决方案，如果程序在运行过程中出现了循环引用，还是会造成内存泄露的。因此，不要认为只要使用了智能指针便能杜绝内存泄露。毕竟，对于C++来说，由于没有垃圾回收机制，内存泄露对于每一个程序员来说都是一个非常头痛的问题。
[参看]
