Ngày 25 — std::shared_ptr, std::weak_ptr và std::make_shared

1. Vấn đề nó giải quyết

shared_ptr đếm nhiều owner dùng chung, weak_ptr quan sát mà không tăng số owner, còn make_shared tạo object và control block cùng lúc. Nó làm ràng buộc quan trọng hiện rõ thay vì bắt người đọc đoán. Bài chỉ giữ phần cốt lõi C++11 vừa đủ cho một ngày tập trung.

2. Kiến thức cần có

Kiến thức Ngày 24, cùng biến, hàm và cách đọc output đã học trước đó.

3. Ý tưởng cốt lõi

Mental model: shared_ptr đếm nhiều owner dùng chung, weak_ptr quan sát mà không tăng số owner, còn make_shared tạo object và control block cùng lúc. Hãy xác định giá trị hoặc trạng thái liên quan, ai sở hữu nó và quy tắc tác động lúc compile hay lúc chạy.

4. Cú pháp tối thiểu

auto owner = std::make_shared<int>(42); std::weak_ptr<int> view = owner;

5. Cách nó hoạt động

Ví dụ tạo dữ liệu nhỏ, cố định và không cần nhập bàn phím.
C++11 hoặc contract thư viện chuẩn áp dụng quy tắc hôm nay.
Chương trình in kết quả quan trọng để đối chiếu với mã nguồn.

6. Lỗi thường gặp

Chu trình shared reference giữ count luôn lớn hơn 0; một liên kết ngược trong chu trình thường phải là weak.

7. Khi nào nên dùng

Nên dùng khi quyền sở hữu thật sự được chia sẻ và observer cần phát hiện hết lifetime.
Tránh dùng khi nó che ownership, lifetime, kiểu, thứ tự hoặc chi phí.

8. Ví dụ đơn giản

Hai shared owner cho thấy use count, weak observer lock thành công rồi báo hết lifetime sau khi mọi owner reset. File .cpp dùng dữ liệu cố định và không thêm abstraction ngoài chủ đề.

Mã mẫu hoàn chỉnh

Tệp mã nguồn

cpp11/25_shared_ptr_weak_ptr_make_shared/main.cpp

C++

#include <iostream>
#include <memory>

int main() {
    std::shared_ptr<int> first = std::make_shared<int>(42);
    std::shared_ptr<int> second = first;
    std::weak_ptr<int> observer = first;

    std::cout << "owners=" << first.use_count() << '\n';
    if (std::shared_ptr<int> locked = observer.lock()) {
        std::cout << "value=" << *locked << '\n';
    }

    first.reset();
    second.reset();
    std::cout << "expired=" << observer.expired() << '\n';
}

9. Điều cần nhớ

Tính năng nằm trong phạm vi C++11 của lộ trình này.
Hiểu hệ quả về lifetime, ownership, kiểu và thứ tự trước khi dùng.
Compile với cảnh báo và ưu tiên cách viết nhỏ nhất làm quy tắc hiện rõ.

10. Câu hỏi tự kiểm tra

Dễ — std::shared_ptr và std::weak_ptr khác nhau về quyền sở hữu thế nào? std::make_shared<int>(42) tạo gì, và vì sao phải kiểm tra kết quả weak_ptr::lock()?
Trung bình — Đọc ví dụ nhỏ ở trên. Chương trình sẽ in giá trị hoặc trạng thái nào, và quy tắc nào tạo ra kết quả đó?
Khó — Tìm và giải thích lỗi tinh tế trong tình huống sau: Chu trình shared reference giữ count luôn lớn hơn 0; một liên kết ngược trong chu trình thường phải là weak. Cách sửa nhỏ nhất nhưng an toàn trong C++11 là gì?

Luyện thẻ của bài này

1. Vấn đề nó giải quyết

3. Ý tưởng cốt lõi

#include <iostream> #include <memory> int main() { std::shared_ptr<int> first = std::make_shared<int>(42); std::shared_ptr<int> second = first; std::weak_ptr<int> observer = first; std::cout << "owners=" << first.use_count() << '\n'; if (std::shared_ptr<int> locked = observer.lock()) { std::cout << "value=" << *locked << '\n'; } first.reset(); second.reset(); std::cout << "expired=" << observer.expired() << '\n'; }

10. Câu hỏi tự kiểm tra

Dễ — std::shared_ptr và std::weak_ptr khác nhau về quyền sở hữu thế nào? std::make_shared<int>(42) tạo gì, và vì sao phải kiểm tra kết quả weak_ptr::lock()?
Trung bình — Đọc ví dụ nhỏ ở trên. Chương trình sẽ in giá trị hoặc trạng thái nào, và quy tắc nào tạo ra kết quả đó?
Khó — Tìm và giải thích lỗi tinh tế trong tình huống sau: Chu trình shared reference giữ count luôn lớn hơn 0; một liên kết ngược trong chu trình thường phải là weak. Cách sửa nhỏ nhất nhưng an toàn trong C++11 là gì?