C++智能指针与异常安全使用策略

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发布时间：2025-09-11 10:54:01

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C++智能指针通过RAII原则确保异常安全，如std::unique_ptr在对象析构时自动释放内存，避免传统裸指针因异常导致的内存泄漏，从而保障资源正确管理。

c++智能指针与异常安全使用策略

C++智能指针是现代C++编程中实现异常安全的关键工具，它们通过RAII（资源获取即初始化）原则，确保在对象生命周期结束时，无论程序是正常退出还是因异常而中断，所持有的资源都能被正确、自动地释放，从而有效避免内存泄漏及其他资源管理问题。

实现C++代码的异常安全，智能指针是不可或缺的基石。其核心在于贯彻了RAII（Resource Acquisition Is Initialization）原则。简单来说，任何资源（比如堆内存、文件句柄、互斥锁等）一旦被获取，就立即封装在一个对象中，这个对象的析构函数负责资源的释放。当对象超出作用域（无论是正常流程结束还是异常抛出），其析构函数都会被调用，从而保证资源被妥善管理。

以内存管理为例，传统裸指针在遇到异常时，极易导致内存泄漏：

void process_data_raw() {
    int* data = new int[100]; // 资源获取
    // ... 复杂的业务逻辑，可能抛出异常 ...
    if (true) { // 模拟抛出异常
        throw std::runtime_error("Error during processing");
    }
    delete[] data; // 如果异常在此之前抛出，这行代码不会执行
}

// 实际使用时，如果异常真的发生，这块内存就泄漏了
// try { process_data_raw(); } catch (...) {}

这段代码在

throw

语句之前如果发生异常，

delete[] data

将永远不会被执行，

data

指向的内存就会泄漏。

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而使用

std::unique_ptr

，问题迎刃而解：

#include 
#include 
#include 

void process_data_unique() {
    auto data = std::make_unique(100); // 资源获取，封装在unique_ptr中
    // ... 复杂的业务逻辑，可能抛出异常 ...
    if (true) { // 模拟抛出异常
        std::cout << "Throwing exception..." << std::endl;
        throw std::runtime_error("Error during processing with unique_ptr");
    }
    // unique_ptr在函数结束或异常抛出时，会自动调用析构函数释放内存
} // data在此处超出作用域，内存自动释放

int main() {
    try {
        process_data_unique();
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << "Caught exception: " << e.what() << std::endl;
    }
    // 观察到内存没有泄漏，因为unique_ptr已经处理了
    return 0;
}

std::unique_ptr

保证了即使在

process_data_unique

函数中途抛出异常，

data

对象也会被销毁，其析构函数会负责调用

delete[]

释放内存。

对于共享所有权的场景，

std::shared_ptr

提供了类似的异常安全保障。它通过引用计数机制，确保只有当最后一个`shared_

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