C++ 基础面试题, 什么是 C++ 中的 RAII?它的使用场景?

Step 1

Q:: 什么是 C++ 中的 RAII？

A:: RAII（Resource Acquisition Is Initialization）是一种管理资源的编程惯用法。它利用对象的生命周期管理资源，即在对象创建时获取资源（如内存、文件句柄等），并在对象销毁时自动释放资源。这种方式依赖于 C++ 的构造函数和析构函数，以确保资源在使用完后能够被正确释放，避免资源泄漏。

Step 2

Q:: RAII 的使用场景有哪些？

A:: RAII 广泛应用于需要管理动态分配资源的场景，尤其是在存在异常处理的情况下。例如，在文件操作中使用 RAII 包装文件句柄，在内存管理中使用智能指针管理动态分配的内存，以及在互斥锁管理中使用 RAII 来确保线程安全等。这些场景下 RAII 可以有效防止资源泄漏和提升代码的鲁棒性。

Step 3

Q:: RAII 与智能指针的关系是什么？

A:: 智能指针是 RAII 的一种具体实现形式。C++ 提供了多种智能指针类型，例如 std::unique_ptr、std::shared_ptr 和 std::weak_ptr，它们在管理动态内存时使用 RAII 原则。智能指针会在其生命周期结束时自动释放所管理的内存，从而避免手动释放内存时可能出现的错误。

Step 4

Q:: 如何实现一个简单的 RAII 类？

A:: 一个简单的 RAII 类通常包括一个构造函数来获取资源，一个析构函数来释放资源，以及禁止拷贝构造和拷贝赋值的机制来防止资源被意外地多次释放。以下是一个简单的示例代码：

 
class FileHandle {
    FILE* file;
public:
    FileHandle(const char* filename) {
        file = fopen(filename, "r");
    }
    ~FileHandle() {
        if (file) fclose(file);
    }
    FileHandle(const FileHandle&) = delete;
    FileHandle& operator=(const FileHandle&) = delete;
};
 

Step 5

Q:: RAII 和异常处理如何协同工作？

A:: RAII 能很好地与异常处理机制协同工作。在 C++ 中，当抛出异常时，栈上的对象会自动销毁。这意味着当使用 RAII 管理资源时，即使在异常抛出和传播的过程中，RAII 对象的析构函数仍然会被调用，从而保证资源的正确释放，避免资源泄漏。