C++如何实现智能指针的异常安全操作

智能指针异常安全依赖RAII机制和安全的构造赋值操作。1. 使用RAII确保资源在异常时正确释放，优先用std::make_unique避免裸new；2. std::shared_ptr拷贝时先分配控制块再更新引用计数，保证原对象不受影响；3. 自定义删除器必须noexcept或内部捕获异常，防止析构时程序终止；4. reset()替换指针前应先通过make系列函数创建实例，遵循“先准备后提交”原则，避免中间状态导致泄漏。

在C++中，智能指针的异常安全操作主要依赖于RAII（资源获取即初始化）机制和异常安全的构造与赋值。关键在于确保在异常发生时，资源不会泄漏，并且对象状态保持一致。以下是实现智能指针异常安全的核心要点。

使用RAII管理资源

智能指针通过在构造函数中获取资源，在析构函数中释放资源，确保即使发生异常，资源也能被正确释放。

以std::unique_ptr为例，它独占所指向的对象，当智能指针离开作用域时，自动调用删除器释放内存。

建议：优先使用std::make_unique创建对象，避免裸new，防止在构造过程中抛出异常导致内存泄漏。

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拷贝与移动操作的异常安全

对于std::shared_ptr，引用计数的操作必须是原子且异常安全的。拷贝构造和赋值操作需保证即使在中途抛出异常，原对象和目标对象的状态依然有效。

实现时通常将引用计数的递增放在资源分配之后，若新控制块分配失败，不会影响原指针。

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• 先尝试分配新的控制块（包含引用计数）
• 成功后再更新引用计数
• 若分配失败，原指针不受影响

自定义删除器的异常处理

智能指针允许传入自定义删除器，但删除器本身不应抛出异常。析构函数中调用抛出异常的删除器会导致程序终止（因为析构函数默认为noexcept）。

建议：确保删除器是noexcept的，或在删除器内部捕获所有异常。

异常安全的指针替换

使用reset()或swap()更换智能指针所管理的对象时，应遵循“先准备后提交”原则。

例如，reset(new T)存在风险：先调用new可能成功，但在后续引用计数更新时抛出异常，导致new出的对象未被管理。正确做法是：

• 使用std::make_shared或std::make_unique预先创建智能指针
• 再调用reset传入已构造好的实例

基本上就这些。只要遵循标准库的设计原则，合理使用工厂函数，避免在关键路径中执行可能失败的操作，就能实现智能指针的异常安全。不复杂但容易忽略细节。

以上就是C++如何实现智能指针的异常安全操作的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！