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RAII 示例

news 2025/7/2 22:10:09

下面是一个符合 RAII（Resource Acquisition Is Initialization） 原则的 C++ 示例，它使用智能指针（std::unique_ptr）和 RAII 方式管理资源，而不是手动 try-catch 处理资源释放。

示例：使用 RAII 进行文件管理

错误示例（手动 try-catch 释放资源，容易遗漏释放）

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <stdexcept>void writeFile(const std::string& filename) {std::ofstream file(filename);if (!file.is_open()) {throw std::runtime_error("Failed to open file");}try {file << "Hello, RAII!\n";// 可能发生异常throw std::runtime_error("Unexpected error occurred!");} catch (...) {file.close();  // 需要手动关闭，否则可能泄漏throw;  // 重新抛出异常}file.close();  // 需要手动管理
}

问题：

需要手动 close() 文件，容易遗漏（如异常发生时）。
代码冗长，不易维护。

正确示例：使用 RAII 自动管理资源

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <stdexcept>void writeFile(const std::string& filename) {std::ofstream file(filename);  // RAII 自动管理文件资源if (!file) {throw std::runtime_error("Failed to open file");}file << "Hello, RAII!\n";  // 如果异常发生，file 会自动关闭if (file.fail()) {throw std::runtime_error("Failed to write to file");}
}  // file 在作用域结束时自动关闭，无需手动管理

改进点：

利用 RAII，std::ofstream 会在作用域结束时自动关闭文件。
代码更清晰，无需手动 close()。
异常发生时，文件句柄仍会被正确释放。

示例：RAII + 智能指针管理资源

#include <iostream>
#include <memory>
#include <stdexcept>class Resource {
public:Resource() { std::cout << "Resource acquired\n"; }~Resource() { std::cout << "Resource released\n"; }void use() { std::cout << "Using resource\n"; }
};void process() {std::unique_ptr<Resource> res = std::make_unique<Resource>();res->use();throw std::runtime_error("Something went wrong!");  // 资源仍会自动释放
}int main() {try {process();} catch (const std::exception& e) {std::cerr << "Caught exception: " << e.what() << "\n";}return 0;
}

优点：

智能指针（std::unique_ptr）管理资源，无需手动 delete。
异常安全，即使 throw 发生，资源仍然正确释放。

这样做可以避免裸 try-catch 处理资源释放，让 C++ 自动管理资源，提高代码的安全性和可读性。

两段代码的核心区别在于：第一段代码中的 file.close(); 其实是多余的，手动关闭文件并非必须，因为 std::ofstream 是 RAII 资源，它的析构函数会自动关闭文件。

解析第一段代码

void writeFile(const std::string& filename) {std::ofstream file(filename);if (!file.is_open()) {throw std::runtime_error("Failed to open file");}try {file << "Hello, RAII!\n";throw std::runtime_error("Unexpected error occurred!");} catch (...) {file.close();  // ❌ 多余！ofstream 在析构时会自动关闭throw;}file.close();  // ❌ 这行代码不会被执行，且也是多余的
}

为什么 `file.close();` 是多余的？

file 是 局部变量，当 writeFile() 函数的作用域结束时，file 的析构函数会自动调用 close()，无论是正常返回还是抛出异常。
异常发生时，catch 处理完异常后，file 仍然会被销毁，析构函数仍会关闭文件。
catch 块中的 file.close(); 是显式调用 close()，但它不是必须的，因为 ofstream 的析构函数已经负责了这一点。

解析第二段代码

void writeFile(const std::string& filename) {std::ofstream file(filename);  // RAII 自动管理文件资源if (!file) {throw std::runtime_error("Failed to open file");}file << "Hello, RAII!\n";if (file.fail()) {throw std::runtime_error("Failed to write to file");}
}  // ✅ file 的析构函数会自动关闭文件