C++中如何通过std::weak_ptr访问目标类的成员函数

std::weak_ptr本身是不持有对象所有权的观察者指针，没有重载->、*运算符，不能直接访问指向的对象，必须按照以下步骤操作：

• 调用std::weak_ptr的lock()方法，尝试将其提升为std::shared_ptr<X>
• 判断提升后的shared_ptr是否为空，确认指向的X实例还未被销毁
• 确认指针有效后，即可通过shared_ptr正常调用X的成员函数

#include <memory>
#include <string>
// 注意使用前需要先引入X、Y类的定义头文件

int Y::foo(std::weak_ptr<X> x) {
    // 第一步：将weak_ptr提升为shared_ptr
    std::shared_ptr<X> shared_x = x.lock();
    // 第二步：判断指针有效性，避免访问已销毁的对象触发未定义行为
    if (!shared_x) {
        // 可根据业务需求自定义错误处理逻辑，比如返回错误码、抛出异常，此处示例返回-1表示对象失效
        return -1;
    }
    // 第三步：正常调用X的成员函数
    std::string func1_res = shared_x->func1();
    int func2_res = shared_x->func2();
    // 此处可补充你自己的业务逻辑处理返回值
    return func2_res;
}

• 有效性判断不可省略：如果构造该weak_ptr对应的所有shared_ptr都已经被销毁，对象内存已经释放，lock()会返回空的shared_ptr，不做判断直接访问会触发空指针崩溃
• 为什么要使用weak_ptr：最常见的场景是解决shared_ptr的循环引用问题，比如X类内部持有Y的shared_ptr，如果Y也持有X的shared_ptr，两者的引用计数永远无法降到0，会导致内存泄漏；而weak_ptr不会增加对象的引用计数，就能避免这个问题
• 提升为shared_ptr后，在整个访问过程中对象的引用计数会临时+1，不会出现访问到一半对象被其他线程释放的问题

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Harini Sj