C++内存管理原则 资源获取即初始化

RAII通过对象生命周期管理资源，确保构造时获取、析构时释放，结合智能指针与自定义类，实现内存安全与异常安全，避免资源泄漏。

在C++中，内存管理是程序稳定性和性能的关键。一个核心原则是“资源获取即初始化”（Resource Acquisition Is Initialization，简称RAII）。这个原则通过对象的构造和析构机制，自动管理资源的生命周期，避免内存泄漏和资源浪费。

RAII 的基本思想

RAII 将资源的生命周期绑定到对象的生命周期上。资源在对象构造时获取，在对象析构时释放。由于C++保证局部对象在离开作用域时自动调用析构函数，因此只要正确使用，资源就能被安全释放。

常见的资源包括：

• 动态分配的内存
• 文件句柄
• 网络连接
• 互斥锁

RAII 不仅适用于内存，也适用于任何需要显式释放的资源。

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智能指针：RAII 的典型应用

C++11 引入了智能指针，是RAII在内存管理中最常见的实现方式。

用于独占所有权的动态对象。当 unique_ptr 离开作用域时，其所管理的对象自动被删除。

示例：

std::unique_ptr<int> ptr = std::make_unique<int>(42);
// 不需要手动 delete，离开作用域时自动释放

std::shared_ptr

使用引用计数管理对象，多个 shared_ptr 可共享同一资源。当最后一个 shared_ptr 被销毁时，资源自动释放。

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适合多个所有者共享资源的场景。

std::weak_ptr

配合 shared_ptr 使用，避免循环引用问题。它不增加引用计数，仅在需要时临时提升为 shared_ptr。

自定义资源管理类

除了标准库提供的工具，你也可以自己实现RAII类。例如，封装一个文件操作类：

class FileHandler {
    FILE* file;
public:
    FileHandler(const char* filename) {
        file = std::fopen(filename, "r");
        if (!file) throw std::runtime_error("无法打开文件");
    }
<pre class="brush:php;toolbar:false;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">~FileHandler() {
    if (file) std::fclose(file);
}

// 禁止拷贝，或实现移动语义
FileHandler(const FileHandler&) = delete;
FileHandler& operator=(const FileHandler&) = delete;

};

使用时，FileHandler 对象在作用域结束时自动关闭文件，无需手动调用 fclose。

异常安全与确定性析构

RAII 的一个重要优势是异常安全。如果代码中抛出异常，局部对象仍会被正确析构，资源得以释放。

例如：

void process() {
    auto ptr = std::make_unique<Resource>();
    some_operation_that_might_throw();
    // 即使抛出异常，ptr 也会自动释放资源
}

这种机制确保了资源管理的确定性和安全性，无需依赖 finally 块（如Java）或 goto 清理代码（如C）。

基本上就这些。RAII 是C++资源管理的基石，结合智能指针和自定义类，能有效避免内存泄漏，提升代码健壮性。不复杂但容易忽略。

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