面试题：C++默认析构函数与内存管理的深入探讨

Question

C++编译器自动生成的默认析构函数在内存管理方面有哪些局限性？请详细阐述。在涉及到资源（如动态内存、文件句柄等）管理的复杂类中，如何正确地自定义析构函数以确保资源的安全释放，并遵循RAII（Resource Acquisition Is Initialization）原则？请结合具体代码示例进行说明。

Answer 1

C++编译器自动生成的默认析构函数在内存管理方面的局限性

1. 动态内存管理：
   • 默认析构函数不会自动释放通过new分配的动态内存。例如：

   class MyClass {
   private:
       int* data;
   public:
       MyClass() {
           data = new int(0);
       }
   };
   // 这里如果不自定义析构函数，data指向的内存不会被释放，导致内存泄漏
   

2. 其他资源管理：
   • 对于文件句柄、网络连接等非内存资源，默认析构函数也不会进行释放操作。例如，若类中封装了一个文件句柄：

   #include <fstream>
   class FileHandler {
   private:
       std::ofstream file;
   public:
       FileHandler(const char* filename) {
           file.open(filename);
       }
   };
   // 默认析构函数不会关闭文件，可能导致资源未释放
   

在复杂类中自定义析构函数以确保资源安全释放并遵循RAII原则

1. 动态内存管理示例：

   class MyClass {
   private:
       int* data;
   public:
       MyClass() {
           data = new int(0);
       }
       ~MyClass() {
           if (data) {
               delete data;
               data = nullptr;
           }
       }
   };
   

   • 在上述代码中，自定义析构函数在对象销毁时释放了通过new分配的动态内存，避免了内存泄漏。
2. 文件句柄管理示例：

   #include <fstream>
   class FileHandler {
   private:
       std::ofstream file;
   public:
       FileHandler(const char* filename) {
           file.open(filename);
       }
       ~FileHandler() {
           if (file.is_open()) {
               file.close();
           }
       }
   };
   

   • 这里自定义析构函数在对象销毁时关闭了文件，确保文件句柄资源被正确释放，遵循了RAII原则，即资源获取（在构造函数中打开文件）与资源释放（在析构函数中关闭文件）紧密关联。