13：以对象管理资源

  • 资源获取即初始化（RAII）：使用析构函数确保资源被释放
  • 复制时使用移动语义，移交资源的所有权
  • 背景：使用动态内存分配时，很容易忘记delete，尤其是程序在中间退出（比如if判断后return）
  • RAII（Resource Acquisition Is Initialization）资源获取即初始化：
    • 资源的有效期与持有资源的对象的生命周期严格绑定（即获取资源的时候要通过构造函数初始化）
    • 对象独占资源
    • 即让编译器在每个退出的分支上，对象都进行析构，从而释放资源
    • 使用模板更加方便
  • 移交所有权
    • 背景：如果两个指针同时指向一个资源，会析构两遍；因此RAII类独占资源（类似unique_ptr）
    • 在RAII类中，将拷贝相关的函数设置为=delete，RAII无法进行拷贝
    • 因此只能通过移动构造函数使用std::move进行移交所有权
  • 如何把RAII类作为函数的参数
    • 值传递：各位caller，我不要ownership了，请拿走
    • 非const引用传递：拿不拿走都行，提前商量好（不推荐）
    • const引用传递：可以拿走用一下，但是ownership还是我的
    • 右值引用：同第二条，无法确定caller是否拿走了ownership
  • C++98与C++11
    • C++98中std::auto_ptr类似于C++11中std::unique_ptr，但是std::unique_ptr不允许所有权被转移
    • C++98中std::tr1::shared_ptr类似于C++11中std::shared_ptr，weak_ptr只是拥有资源的使用权而非所有权，因此不占用引用计数，可以解决环状引用的问题
  • 梳理：RAII作为一种管理资源的方式（或思想），早期使用auto_ptr作为解决方案，C++11之后使用unique_ptr和move语义作为解决方案
  • 参考：

14：在资源管理类中小心copying行为

复制RAII对象必须一并处理资源的copy行为

  • copy行为的不同情况：
    • 大部分情况下，对RAII对象的复制操作本身就不合法
    • 对底层资源使用引用计数法（shared_ptr）
    • 复制底层资源（行为像值，进行深拷贝）
    • 转移资源所有权（unique_ptr）

15：在资源管理类中提供对原始资源的访问

  • 将RAII对象转换为对资源的直接访问
    • 通过显示转换：提供一个get()函数返回智能指针内部的原始指针
    • 通过隐式转换
      • 像使用原始指针一样使用智能指针，比如智能指针一样可以使用->访问成员
      • 直接访问原始指针：在RAII类内实现返回原始指针的类型转换运算符

16：成对使用new和delete时要采取相同形式

  • new一个对象，使用delete释放；new一个数组，使用delete []进行释放
    • delete []表示知道释放的是数组，读取数组元素数量，从而多次调用析构函数
  • 尽量避免对数组使用typedef，此时在delete时很容易出现混淆：用delete还是delete[]，可以的话可以使用std::vector等容器

17：以独立语句将new的对象置入智能指针

  • 背景：编译器可能对单一语句中的执行顺序进行重新调整
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    int priority() {}
void func(std::shared_ptr<MyResource> sp, int priority) {}

func(std::shared_ptr<MyResource>(new MyResource), priority());
/*
该语句的执行顺序可能是：
    MyResource* tmp_ptr = new MyResource;
    int priority = priority();
    std::shared_ptr<MyResource> sp = std::shared_ptr<MyResource>(tmp_ptr);
*/
    • 如果int priority = priority();执行失败，则tmp_ptr指向的临时资源无法被释放，发生内存泄漏
    • 根本原因是：资源被创建和资源被转换成资源管理对象有时间差，中间可能有干扰
  • 解决方法：以独立语句将new的对象置于智能指针中，因为编译器无法对跨语句的操作进行调整
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    std::shared_ptr<MyResource> sp(new MyResource);
func(sp, priority());