C++智能指针与异常 栈展开资源保障

智能指针通过RAII机制确保异常安全：在栈展开时自动析构局部对象，释放所管理的资源。std::unique_ptr和std::shared_ptr在构造时获取资源，析构时释放，避免内存泄漏。两者均依赖析构函数不抛异常的保证，尤其自定义删除器需满足noexcept。使用make_unique和make_shared可进一步提升安全性，防止资源泄漏。合理使用智能指针可实现无需手动干预的异常安全资源管理。

在C++中，异常发生时会触发栈展开（stack unwinding），即从异常抛出点逐层退出函数调用栈。在这个过程中，局部对象会被自动析构。智能指针正是利用这一机制，确保动态资源在异常发生时也能被正确释放，从而实现异常安全的资源管理。

智能指针如何支持异常安全

智能指针（如 std::unique_ptr 和 std::shared_ptr）是RAII（Resource Acquisition Is Initialization）思想的典型实现。它们在构造时获取资源，在析构时自动释放资源。当异常导致栈展开时，局部智能指针对象会被自动调用析构函数，进而释放其所管理的堆内存。

例如：

void risky_function() {
    std::unique_ptr<int> ptr(new int(42));
    if (some_error_condition) {
        throw std::runtime_error("error occurred");
    }
    // 正常执行到结尾，ptr自动释放内存
}

即使异常被抛出，ptr 也会在栈展开过程中被销毁，其所指向的内存会被自动释放，不会造成内存泄漏。

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不同智能指针的行为差异

std::unique_ptr：轻量级、独占所有权。析构时自动调用 delete，适合大多数单所有者场景。

std::shared_ptr：使用引用计数，允许多个指针共享同一对象。析构时若引用计数为0，则释放资源。注意循环引用可能导致资源无法释放。

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两者在异常处理中表现一致：只要智能指针是局部对象，就能在栈展开中安全析构。

确保资源安全的关键实践

为了在异常环境下保障资源安全，应遵循以下原则：

• 避免裸指针管理生命周期，始终使用智能指针封装动态分配的对象
• 在函数参数中尽量传递智能指针的引用或使用 std::move 转移所有权
• 确保自定义删除器不会抛出异常（析构函数不应抛出异常）
• 在构造函数中使用 make_unique 或 make_shared，避免裸 new

例如，使用 std::make_unique<T>() 不仅更安全，还能防止因表达式求值顺序导致的资源泄漏问题。

异常与析构函数的注意事项

智能指针的析构函数通常不会抛出异常。但若自定义删除器抛出异常，可能在栈展开期间引发 std::terminate。因此，自定义删除器必须保证 noexcept 行为。

另外，若对象本身在析构过程中抛出异常，同样可能导致程序终止。因此，析构函数和资源释放逻辑应避免抛出异常。

基本上就这些。智能指针配合栈展开机制，为C++异常安全提供了坚实基础。只要合理使用，无需手动干预，资源就能在正常或异常退出时得到妥善处理。

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