弱指針的重要性

雖然有許多有關智能指針 (Smart pointer) 的文章和範例，但關於弱指針的就相對寥寥無幾。縱然有所提及，也只是草草幾筆說弱指針是用來避免 "循環引用 (Cyclic reference)" 云云。就此問題我嘗試用一些例子去補充說明弱指針何時用，為什麼用。

首先讓我們看一個遊戲引擎中典型的資料管理系統例子：

因為要節省內存的需求，Texture (紋理) 被設計成能夠給多個 Model (三維模型) 共享。而 Texture 的存在目的，就是留給 Model 作為繪畫時使用；明顯地，Model 可用 Smart Pointer 來引用 Texture；相對地 NameToTextureMap (方便用名稱來作資料搜尋) 該使用甚麼來引用 Texture 就沒有那麼明顯了。先看看使用不同的指針會有什麼的後果吧。

• 裸指針 - 這將會是災難性的選擇，因為一旦再沒有 Model 引用 Texture， NameToTextureMap 就會在毫無知會的情況下指向一件非法的物件。
  
  
• 智能指針 - 為了解決裸指針的問題，選擇智能指針像是合理的做法。不過請大家想一想，一旦 NameToTextureMap 引用了 Texture 以後，何時才可刪除引用呢？假如不去刪除引用，Texture 的生命期就會與 NameToTextureMap 同步化，失去了原先使用智能指針作為純粹被 Model 共享的意義。

這時就是讓弱指針發揮的時候。弱指針的特性就是當它指向的物件被銷毀之時，弱指針的值就會瞬間變為零；因此，讓 NameToTextureMap 使用弱指針，再定期把零值的弱指針由容器中刪除，以上的 UML 設計就可忠實地實作出來。

總結來說，智能指針旨不在於提供程序員不加思索就可使用的工具，它是一種能幫助你正確地實行擁有權共享的工具。就算是聲稱擁有自動內存管理的語言如 Java, C#, Python, Ruby 等等都一定會有弱指針這個概念，否則內存洩漏是很難避免的。假若你在開發 C++ 程序的時候遇到許多關於物件擁有權的問題，請記得弱指針的存在。