怎样编写异常安全的C++代码保证资源释放的三种策略-C++-PHP中文网

怎样编写异常安全的C++代码保证资源释放的三种策略

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发布： 2025-08-15 18:53:01

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编写异常安全的c++++代码关键在于确保资源在异常发生时仍能正确释放，主要策略有三种：1. 使用raii技术，将资源绑定到对象生命周期，构造函数获取资源，析构函数自动释放，实现自动化管理；2. 使用智能指针如std::unique_ptr和std::shared_ptr管理动态内存，避免裸指针导致的泄漏；3. 在多步骤操作中采用“提交-回滚”模式，通过封装资源对象或手动清理实现异常安全，依赖栈展开机制自动调用析构函数完成资源释放。

怎样编写异常安全的C++代码保证资源释放的三种策略

编写异常安全的C++代码，关键在于确保在发生异常时程序依然能保持稳定状态，尤其是资源（如内存、文件句柄、锁等）能够正确释放。很多新手容易忽略异常处理路径中的细节，导致资源泄漏或逻辑错误。下面介绍三种常用的策略来保证资源释放。

使用RAII（资源获取即初始化）

RAII 是 C++ 中最核心的资源管理机制，它的核心思想是：将资源绑定到对象的生命周期上，利用构造函数获取资源，析构函数自动释放资源。

优点：简洁、自动化，无需显式调用释放函数。
实现方式：通过封装资源到类中，确保即使抛出异常也能调用析构函数。

举个简单的例子：

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class FileHandle {
public:
    FileHandle(const char* filename) {
        fp = fopen(filename, "r");
        if (!fp) throw std::runtime_error("无法打开文件");
    }

    ~FileHandle() {
        if (fp) fclose(fp);
    }

    FILE* get() { return fp; }

private:
    FILE* fp;
};

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在这个例子中，如果

fopen

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失败并抛出异常，析构函数会被自动调用，避免了资源泄漏。

建议你在处理任何资源（内存、锁、网络连接等）时都优先使用 RAII 技术。

使用智能指针管理动态内存

传统的裸指针配合

new

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和

delete

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极易造成内存泄漏，特别是在有异常抛出的情况下。现代 C++ 推荐使用智能指针来自动管理内存。

常见类型：
- ```
std::unique_ptr
```
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  ：独占所有权，适合大多数单个对象的管理。
- ```
std::shared_ptr
```
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  ：共享所有权，适用于多个智能指针对同一资源的管理。
- ```
std::weak_ptr
```
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  ：配合
```
shared_ptr
```
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  使用，防止循环引用。

例如：

代码小浣熊

代码小浣熊是基于商汤大语言模型的软件智能研发助手，覆盖软件需求分析、架构设计、代码编写、软件测试等环节

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void process_data() {
    std::unique_ptr<Data> data(new Data()); // 或者 make_unique 更推荐
    // 可能抛出异常的操作
}

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当函数抛出异常时，

data

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的析构函数会被调用，内存自动释放。

注意：不要混用智能指针和裸指针操作，否则会破坏智能指针的管理机制。

在异常安全函数中遵循“提交-回滚”模式

有些函数需要执行一系列可能失败的操作，比如先分配资源A，再分配资源B，若B失败，要确保A也被释放。这种情况下可以采用“提交-回滚”的方式来设计函数。

做法包括：

将每个资源的申请和释放封装成独立对象（再次回到 RAII）
使用局部变量保存中间状态，失败时手动清理已分配的资源
使用 try-catch 捕获异常，并进行清理，但不推荐滥用 catch 来控制流程

例如：

void init_resources() {
    ResourceA a;
    if (!a.init()) throw std::runtime_error("初始化A失败");

    ResourceB b;
    if (!b.init()) throw std::runtime_error("初始化B失败");

    // 如果 B 初始化失败，a 会自动析构释放
}

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这种方式依赖于栈展开机制，在函数返回或抛出异常时自动调用局部对象的析构函数，实现安全回滚。

基本上就这些。这三种策略结合起来，基本能覆盖大多数异常安全场景。RAII 是基础，智能指针是现代 C++ 的标配，而提交-回滚模式则适用于更复杂的多步骤操作。只要养成良好的编码习惯，写出异常安全的代码并不难。

以上就是怎样编写异常安全的C++代码保证资源释放的三种策略的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！