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如何编写异常安全的C++代码：强异常安全保证的实现方法

如何编写异常安全的C++代码：强异常安全保证的实现方法

一、异常安全的基本概念异常安全代码的核心在于：当异常被抛出时，程序不会泄漏资源，且能维持数据一致性。C++标准定义了三个级别的异常安全保证：基本保证：程序保持有效状态（无资源泄漏）强保证：操作要么完全成功，要么回滚到初始状态 3.不抛异常保证：操作保证不会失败（如标记为noexcept的函数） cpp // 弱安全示例（可能泄漏资源） void unsafe_op() { int* ptr = new int[100]; throw std::runtime_error("Oops"); delete[] ptr; // 永远不会执行 }二、实现强异常安全的核心技术1. RAII（资源获取即初始化）C++最强大的武器之一，通过对象生命周期自动管理资源：cpp class FileHandle { FILE* f; public: explicit FileHandle(const char* name) : f(fopen(name, "r")) { if(!f) throw std::runtime_error("Op...

2025年08月04日

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C++智能指针能否管理共享内存？——论共享内存区的特殊管理需求

C++智能指针能否管理共享内存？——论共享内存区的特殊管理需求

一、智能指针的传统战场：堆内存管理在单进程环境中，std::unique_ptr和std::shared_ptr如同记忆的守门人，通过RAII机制完美解决内存泄漏问题。典型的堆内存管理只需：cpp std::unique_ptr<MyClass> ptr(new MyClass());但当我们将目光投向共享内存（Shared Memory）——这块被多个进程共同把持的"飞地"时，情况变得微妙起来。共享内存要求其生命周期独立于单个进程，这正是传统智能指针设计未曾重点考虑的战场。二、共享内存的特殊性：打破RAII的假设共享内存的核心特征直接挑战智能指针的基本前提：生命周期差异：内存段可能比创建它的进程存活更久所有权模糊：多个进程可能同时持有对同一内存的"逻辑指针" 清理时机：需要显式的系统级释放（如shm_unlink） cpp // 典型共享内存创建代码 int fd = shm_open("/my_region", O_CREAT | O_RDWR, 0666); ftruncate(fd, sizeof(MyData)); void* ptr = mmap(nu...

2025年07月31日

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手写简化版shared_ptr：深入理解C++引用计数智能指针

手写简化版shared_ptr：深入理解C++引用计数智能指针

在C++开发中，内存管理一直是开发者必须面对的挑战。传统裸指针的显式delete操作不仅容易导致内存泄漏，还可能引发悬垂指针等问题。本文将带你从零实现一个简化版的shared_ptr，通过引用计数机制实现自动化内存管理。一、引用计数基本原理引用计数的核心思想是通过计数器跟踪资源被引用的次数，当计数归零时自动释放资源。这种机制需要解决三个关键问题：计数器的存储位置（必须被所有引用共享）线程安全性（本文示例暂不考虑）循环引用问题（可通过weak_ptr解决，本文不涉及）二、简化版SharedPtr实现我们首先定义核心结构体ControlBlock来保存引用计数：cpp template struct ControlBlock { T* ptr; sizet refcount;explicit ControlBlock(T* p) : ptr(p), ref_count(1) {} ~ControlBlock() { delete ptr; } };接下来实现SharedPtr类模板：cpp template class SharedPtr { ...

2025年07月23日

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C++异常处理中栈展开机制与局部对象析构顺序深度解析

C++异常处理中栈展开机制与局部对象析构顺序深度解析

一、异常处理与栈展开的核心逻辑当C++代码中抛出异常时，程序会立即中断当前执行流，开始栈展开（Stack Unwinding）过程。这个机制的本质是逆向遍历调用栈，逐个退出函数调用帧，直到找到匹配的catch块。与普通函数返回不同，异常导致的栈展开会强制清理所有局部对象。cpp void funcB() { Resource res; // 局部对象 throw std::runtime_error("Error occurred"); // res析构函数在此处隐式调用 }void funcA() { try { funcB(); } catch (const std::exception& e) { std::cerr << "Caught: " << e.what(); } }上例中，当funcB()抛出异常时，栈展开会确保res对象被正确析构，即使异常中断了函数正常执行路径。二、局部对象析构顺序的确定规则1. 构造与析构的镜像对称性局部对象的析构严格遵循后进先...

2025年07月21日

36 阅读

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智能指针与文件描述符：现代C++系统资源管理实践

智能指针与文件描述符：现代C++系统资源管理实践

在Linux系统编程中，我们常需要处理这样的场景： cpp int fd = open("/path/to/file", O_RDWR); if(fd == -1) { // 错误处理 } // 使用文件描述符... close(fd); // 必须记得关闭这种传统做法存在明显的维护风险——开发者可能因忘记调用close()导致文件描述符泄漏，或在异常发生时资源未能正确释放。一、原始指针的困境显式生命周期管理：每个open()必须配对close() 异常安全问题：函数中途返回或抛出异常时资源泄漏转移所有权困难：需要手动跟踪资源归属某次线上事故调查显示，约23%的文件描述符泄漏是由于复杂的控制流导致资源释放被跳过。这正是智能指针可以根治的问题。二、智能指针的适应性改造标准库的std::unique_ptr默认支持内存指针，但通过自定义删除器可扩展其能力：cpp struct FileDescriptorDeleter { void operator()(int* fd) const { if(fd && fd >= 0) { ...

2025年07月16日

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悠悠楠杉

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2024-11-20

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2024-11-20

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