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突破编程_C++_面试（基础知识（6））

article 2025/1/31 22:44:36

面试题14：什么是 RAII 编程方法

RAII（Resource Acquisition Is Initialization）是C++的发明者 Bjarne Stroustrup 提出的概念,也称为资源获取就是初始化，是一种管理资源、避免泄漏的编程方法。它的基本思想是在对象的构造函数中获取资源，并在对象的析构函数中释放资源。通过这种方式，资源管理被封装在对象的生命周期中，从而简化了资源的获取和释放，避免了手动管理资源时可能出现的错误。
RAII 的核心思想是将资源的生命周期与对象的生命周期绑定在一起。当对象被创建时，它会自动获取所需的资源；当对象被销毁时，它会自动释放所拥有的资源。这种方式可以确保资源的正确获取和释放，避免了资源泄漏和内存泄漏等问题。
比如针对上面章节中在释放内存前有返回操作的场景，使用 RAII 编程方法可以作如下代码调整：

#include <iostream>

class SmartVal
{
public:
	SmartVal()
	{
		printf("automatically apply for memory\n");
		m_val = new int;
	}

	~SmartVal()
	{
		if (nullptr != m_val)
		{
			printf("automatically release for memory\n");
			delete m_val;
			m_val = nullptr;
		}
	}

public:
	int* getVal()
	{
		return m_val;
	}

private:
	int* m_val = nullptr;
};

void doSomething(int type)
{
	SmartVal val;
	if (0 != type)
	{
		return;			//OK：val 申请的内存会自动释放
	}
}

int main()
{
	doSomething(0);

	return 0;
}

上面代码的输出为：

automatically apply for memory
automatically release for memory

通过在构造函数自动申请内存，在析构函数中自动释放内存，从而避免了由于忘记正确释放内存导致内存泄漏。除了对于内存的自动管理，RAII 还可以应用于其他类型的资源管理，如文件句柄、网络连接等。通过将资源的获取和释放封装在相应的对象中，可以简化资源的管理，提高代码的可读性和可维护性。根据 RAII 编程方法， C++11 标准引入了能够自动管理动态内存的智能指针。

面试题15：如何解决智能指针的循环依赖问题

使用 weak_ptr 解决循环引用问题。循环引用是指两个或更多智能指针相互引用，形成一个闭环，导致它们的引用计数永远不会降到0，从而使得它们管理的内存无法得到释放。
使用 weak_ptr 可以打破这个循环，因为它不增加所指向对象的引用计数。当一个 shared_ptr 和一个 weak_ptr 相互引用时，只有当 shared_ptr 的引用计数变为 0 时，对象才会被销毁。而 weak_ptr 可以通过调用 lock() 方法来尝试获取一个临时的 shared_ptr，以安全地访问对象。如果对象已经被销毁，lock() 方法将返回一个空的 shared_ptr。如下为样例代码：

#include <iostream>  
#include <memory>  

using namespace std;

class A;
class B;

class A
{
public:
	A() {}
	~A() 
	{
		printf("destroy A\n");
	}

public:
	void setB(shared_ptr<B> b)
	{
		m_b = b;
	}

private:
	shared_ptr<B> m_b;
};

class B
{
public:
	B() {}
	~B()
	{
		printf("destroy B\n");
	}

public:
	void setA(shared_ptr<A> a)
	{
		m_a = a;
	}

private:
	weak_ptr<A> m_a;
};

int main() {

	shared_ptr<A> a(new A);
	shared_ptr<B> b(new B);

	a->setB(b);
	b->setA(a);

	return 0;
}