C++内存管理最佳实践 资源获取即初始化原则

RaiI原则通过对象生命周期管理资源，确保构造时获取、析构时释放，避免内存泄漏；推荐使用智能指针如std::unique_ptr、std::shared_ptr和自定义RAII类，避免裸new/delete，提升代码安全与可维护性。

在C++中，内存管理是程序稳定性和性能的关键。为了避免内存泄漏、悬空指针和资源竞争等问题，推荐使用“资源获取即初始化”（Resource Acquisition Is Initialization, 简称RAII）原则。这一原则将资源的生命周期绑定到对象的生命周期上，确保资源在对象构造时获取，在析构时自动释放。

RAII的核心思想

RAII利用C++的构造函数和析构函数机制，将资源（如内存、文件句柄、网络连接等）的申请和释放封装在对象中。只要对象在作用域内，资源就有效；一旦对象超出作用域，析构函数会自动调用，释放资源。

这种机制无需手动调用释放函数，避免了因异常或提前返回导致的资源泄漏。

使用智能指针管理动态内存

现代C++推荐使用智能指针替代原始指针进行动态内存管理。它们是RAII的典型应用。

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• std::unique_ptr：独占所有权的智能指针，适用于单一所有者场景。对象离开作用域时自动删除。
• std::shared_ptr：共享所有权，通过引用计数管理生命周期。多个指针可共享同一对象，最后一个释放时才销毁。
• std::weak_ptr：配合shared_ptr使用，避免循环引用问题。

示例：

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

自定义资源类遵循RAII

对于非内存资源，如文件、互斥锁、Socket等，也应设计成RAII风格的类。

例如，封装一个文件操作类：

class File {
public:
   explicit File(const std::String& name) {
      handle = fopen(name.c_str(), “r”);
      if (!handle) throw std::runtime_error(“无法打开文件”);
   }

private:
   FILE* handle;
};

使用该类时，文件在构造时打开，析构时关闭，无需担心忘记关闭。

避免裸new和delete

直接使用new和delete容易出错，尤其是在有异常或复杂控制流的情况下。应尽量避免在代码中出现裸的new/delete表达式。

取而代之的是：

• 使用std::make_unique和std::make_shared创建智能指针。
• 容器如std::vector、std::string等自动管理内存，优先使用。
• 局部对象尽量在栈上分配，而非堆上。

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资源类，能极大提升代码的安全性和可维护性。不复杂但容易忽略。