Modern C++ idiom3:RAII

2024-02-02 04:04
文章标签 c++ modern raii idiom3

本文主要是介绍Modern C++ idiom3:RAII,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

当涉及到软件开发,资源管理是一个至关重要的方面。正确地获取和释放资源,如内存、文件句柄和网络连接,对于确保程序的高效和可靠运行至关重要。在C++中,资源获取即初始化(RAII)提供了一种强大而优雅的解决方案,用于自动管理资源。

什么是RAII?

RAII是C++编程技术,将资源的生命周期与对象的作用域绑定在一起。其核心思想是资源的获取发生在对象初始化期间,而资源的释放在对象超出作用域时自动处理。这确保了资源的获取和释放是可预测且安全的。

让我们深入了解RAII的关键组成部分:

1. 资源获取

RAII中的资源获取通常在类的构造函数中执行。这是资源被获取的地方,无论是内存分配、打开文件还是建立网络连接。通过将资源获取与对象初始化相关联,我们确保以受控的方式获取资源。

class FileHandler {
public:FileHandler(const std::string& filename) {file = std::fopen(filename.c_str(), "r");if (!file) {throw std::runtime_error("打开文件失败");}}// ... 其他成员函数 ...private:FILE* file;
};

在这个例子中,FileHandler类在其构造过程中获取了文件句柄。

2. 资源释放

资源的释放在类的析构函数中处理。析构函数在对象超出作用域时自动调用,确保关联的资源被释放。

class FileHandler {
public:// ... 构造函数 ...~FileHandler() {if (file) {std::fclose(file);}}// ... 其他成员函数 ...private:FILE* file;
};

在这种情况下,析构函数检查文件句柄是否有效并关闭文件。

3. 作用域资源管理

RAII的威力在于根据对象的作用域自动管理资源。当对象在块内创建时,其析构函数在退出块时自动调用,确保资源即使在发生异常时也能够释放。

void processFile(const std::string& filename) {FileHandler fileHandler(filename);// 使用fileHandler执行文件操作
} // fileHandler的析构函数在此处调用,释放文件句柄

在此函数中,FileHandler对象在块的开头创建,其析构函数在退出块时自动调用。这确保文件句柄被释放,即使发生异常。

RAII使用样例一

std::lock_guard 是 C++ 中用于简化互斥锁管理的 RAII 类。std::lock_guard 能够确保在其作用域内对互斥锁进行自动上锁,并在作用域结束时自动释放锁,从而避免了手动管理锁的复杂性。

#include <iostream>
#include <mutex>
#include <thread>std::mutex myMutex;void criticalSection() {std::lock_guard<std::mutex> guard(myMutex);  // 在作用域内自动上锁,作用域结束时自动释放锁// 在这里进行临界区操作
}int main() {std::thread t1(criticalSection);std::thread t2(criticalSection);t1.join();t2.join();return 0;
}

在这个例子中,std::lock_guard 的对象 guard 被创建在 criticalSection 函数内。在 guard 对象的作用域内,myMutex 会被自动上锁。当 guard 对象超出作用域时(即 criticalSection 函数结束),myMutex 会自动释放。

RAII使用样例二

利用RAII思想写一个统计一段代码时长的类:

#ifndef PERF_SUM_H
#define PERF_SUM_H#include <iostream>
#include <chrono>
#include <string>class PerfSum {
public:PerfSum(const std::string& taskName="") : taskName(taskName) {start = std::chrono::high_resolution_clock::now();}~PerfSum() {auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();auto duration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(end - start);std::cout << taskName << " took " << duration.count() << " microseconds.\n";}private:std::string taskName;std::chrono::high_resolution_clock::time_point start;
};#endif // PERF_SUM_H
 23  void TestStdVec(){24      std::vector<int> vec ;25      PerfSum t;26      for(int i=0;i<1000000;i++){27          vec.push_back(i);28      }29      std::cout<<"End"<<std::endl;30  }

RAII的优势

  1. 自动资源管理: RAII消除了显式资源管理代码的需要。资源基于对象的生命周期而自动获取和释放。

  2. 异常安全性: 由于资源释放与对象销毁相关联,RAII提供了确保异常安全性的自然方式。如果发生异常,仍将调用析构函数,防止资源泄漏。

  3. 清晰的所有权语义: 遵循RAII模式的对象具有清晰的所有权语义。获取资源的对象负责释放它,简化了资源管理的理解。

  4. 简化资源清理: RAII通过将清理逻辑封装在类内部,简化了资源清理的过程。这种封装促进了模块化和可维护的代码。

结论

RAII是C++中用于管理资源的强大且广泛采用的技巧。通过将资源获取与对象初始化以及资源释放与对象销毁相关联,RAII为资源管理提供了一种自然而高效的机制。这种习惯促使代码变得更加可靠和高效,使软件开发变得更加顺利和愉快。

这篇关于Modern C++ idiom3:RAII的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/669412

相关文章

Linux下如何使用C++获取硬件信息

《Linux下如何使用C++获取硬件信息》这篇文章主要为大家详细介绍了如何使用C++实现获取CPU,主板,磁盘,BIOS信息等硬件信息,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以了解下... 目录方法获取CPU信息:读取"/proc/cpuinfo"文件获取磁盘信息:读取"/proc/diskstats"文

C++使用printf语句实现进制转换的示例代码

《C++使用printf语句实现进制转换的示例代码》在C语言中,printf函数可以直接实现部分进制转换功能,通过格式说明符(formatspecifier)快速输出不同进制的数值,下面给大家分享C+... 目录一、printf 原生支持的进制转换1. 十进制、八进制、十六进制转换2. 显示进制前缀3. 指

C++中初始化二维数组的几种常见方法

《C++中初始化二维数组的几种常见方法》本文详细介绍了在C++中初始化二维数组的不同方式,包括静态初始化、循环、全部为零、部分初始化、std::array和std::vector,以及std::vec... 目录1. 静态初始化2. 使用循环初始化3. 全部初始化为零4. 部分初始化5. 使用 std::a

C++ vector的常见用法超详细讲解

《C++vector的常见用法超详细讲解》:本文主要介绍C++vector的常见用法,包括C++中vector容器的定义、初始化方法、访问元素、常用函数及其时间复杂度,通过代码介绍的非常详细,... 目录1、vector的定义2、vector常用初始化方法1、使编程用花括号直接赋值2、使用圆括号赋值3、ve

如何高效移除C++关联容器中的元素

《如何高效移除C++关联容器中的元素》关联容器和顺序容器有着很大不同,关联容器中的元素是按照关键字来保存和访问的,而顺序容器中的元素是按它们在容器中的位置来顺序保存和访问的,本文介绍了如何高效移除C+... 目录一、简介二、移除给定位置的元素三、移除与特定键值等价的元素四、移除满足特android定条件的元

Python获取C++中返回的char*字段的两种思路

《Python获取C++中返回的char*字段的两种思路》有时候需要获取C++函数中返回来的不定长的char*字符串,本文小编为大家找到了两种解决问题的思路,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... 有时候需要获取C++函数中返回来的不定长的char*字符串,目前我找到两种解决问题的思路,具体实现如下:

C++ Sort函数使用场景分析

《C++Sort函数使用场景分析》sort函数是algorithm库下的一个函数,sort函数是不稳定的,即大小相同的元素在排序后相对顺序可能发生改变,如果某些场景需要保持相同元素间的相对顺序,可使... 目录C++ Sort函数详解一、sort函数调用的两种方式二、sort函数使用场景三、sort函数排序

Java调用C++动态库超详细步骤讲解(附源码)

《Java调用C++动态库超详细步骤讲解(附源码)》C语言因其高效和接近硬件的特性,时常会被用在性能要求较高或者需要直接操作硬件的场合,:本文主要介绍Java调用C++动态库的相关资料,文中通过代... 目录一、直接调用C++库第一步:动态库生成(vs2017+qt5.12.10)第二步:Java调用C++

C/C++错误信息处理的常见方法及函数

《C/C++错误信息处理的常见方法及函数》C/C++是两种广泛使用的编程语言,特别是在系统编程、嵌入式开发以及高性能计算领域,:本文主要介绍C/C++错误信息处理的常见方法及函数,文中通过代码介绍... 目录前言1. errno 和 perror()示例:2. strerror()示例:3. perror(

C++变换迭代器使用方法小结

《C++变换迭代器使用方法小结》本文主要介绍了C++变换迭代器使用方法小结,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧... 目录1、源码2、代码解析代码解析:transform_iterator1. transform_iterat