资源管理

13. 以对象管理资源

  • RAII（Resource Acquisition Is Initialization），通俗的说就是用类的构造函数和和析构函数管理资源。
  • C++98 有 auto_ptr （C++17中被废弃，不再能够使用）
  • C++11 有 unique_ptr （用于取代auto_ptr），shared_ptr 、weak_ptr （用于避免 shared_ptr 的循环引用）

14. 资源管理类中小心copying行为

表示不同资源的RAII类，对于拷贝行为的需求也不同：

  • 禁止复制。很多实际对象“被复制”是不合理的，因此需要禁止复制。C++98中将对应函数声明为private实现，C++11中有=delete修饰。
  • 引用计数。直到最后一个使用者停止使用，才释放相应资源。std::shared_ptr即带有引用计数的智能指针。
  • 复制资源。例如字符串对象的复制，可能希望内容也被复制一份用于后续的修改，即所谓的深拷贝（deep-copying）。在拷贝构造、拷贝赋值函数中实现底层资源的拷贝。
  • 转移所有权。C++98中auto_ptr的复制动作是这一语义。C++11引入了移动构造函数（move constructor）和移动赋值运算符函数（move operator assignment）之后，这才是已于区分和实现的。

15. 在资源管理类中提供对原始资源的访问

  • 标准库中的智能指针都提供了 get() 成员函数，用于取出原始指针。
  • 标准库中的std::unique_ptr更进一步提供了release()成员函数，取出原始指针的同时还会交出控制权。

16. 成对使用new和delete时要采取相同的形式

目的——为了防止内存泄露

  • new和delete对应，如p = new T;则要delete p;
  • new[]和delete[]对应，如p = new T[N];则要delete [] p;

17. 以独立语句将new创建的对象放入智能指针

这里是说，如果使用智能指针管理new创建对象，就要把new表达式和智能指针创建放在一条语句中；

例如有如下测试程序：

#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>
#include <stdexcept>

struct Foo {
    Foo(int n)
        : data(n)
    {
        printf("Foo_%p {data: %d} born!\n", this, data);
    }

    ~Foo()  { printf("Foo_%p {data: %d} die!\n", this, data); }

    int data;
};

int GetPriority(int n)
{
    static const int priorities[]{20, 21, 22};
    if (n < 0) {
        throw std::invalid_argument("n invalid: " + std::to_string(n));
    } else if (n > sizeof(priorities)/sizeof(priorities[0])) {
        throw std::out_of_range("n out of range: " + std::to_string(n));
    }
    return priorities[n];
}

void Process(const std::shared_ptr<Foo>& foo, int priority)
{
}

int main()
{
    std::shared_ptr<Foo> p0{new Foo(0)};

    try {
        std::shared_ptr<Foo> p1{new Foo(-1)};
        Process(p1, GetPriority(p1->data));
    } catch (std::exception& e) {
        std::cout << "exception raised:" << e.what() << std::endl;
    }

    try {
        Foo* p2 = new Foo(-2);
        Process(std::shared_ptr<Foo>(new Foo(-2)), GetPriority(p2->data));
    } catch (std::exception& e) {
        std::cout << "exception raised:" << e.what() << std::endl;
    }
    return 0;
}

这个程序的输出是：

Foo_0x56004c1f6e70 {data: 0} born!
Foo_0x56004c1f72c0 {data: -1} born!
Foo_0x56004c1f72c0 {data: -1} die!
exception raised:n invalid: -1
exception raised:n invalid: -2
Foo_0x56004c1f6e70 {data: 0} die!