面试题：C++ 异常处理中引用和指针的资源管理

在 C++ 中，处理资源管理并结合异常处理以避免泄漏，可以使用智能指针和 RAII（Resource Acquisition Is Initialization）技术。以下以文件句柄为例进行说明：

使用 std::unique_ptr 和 RAII

#include <iostream>
#include <memory>
#include <fstream>

class FileRAII {
public:
    FileRAII(const std::string& filename) : file(std::make_unique<std::ifstream>(filename)) {
        if (!file->is_open()) {
            throw std::runtime_error("Failed to open file");
        }
    }

    ~FileRAII() = default;

    std::ifstream& getFile() {
        return *file;
    }

private:
    std::unique_ptr<std::ifstream> file;
};

void processFile(const std::string& filename) {
    try {
        FileRAII fileRAII(filename);
        std::ifstream& file = fileRAII.getFile();
        // 处理文件
        std::string line;
        while (std::getline(file, line)) {
            std::cout << line << std::endl;
        }
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << "Exception: " << e.what() << std::endl;
    }
}

在上述代码中：

FileRAII 类使用 std::unique_ptr<std::ifstream> 来管理文件句柄，利用 RAII 机制，在对象构造时获取资源（打开文件），在对象析构时释放资源（关闭文件）。
如果文件打开失败，构造函数抛出异常，由于 std::unique_ptr 的存在，不会造成文件句柄泄漏。

使用 std::shared_ptr（适用于需要共享资源所有权的场景）

#include <iostream>
#include <memory>
#include <fstream>

class FileSharedRAII {
public:
    FileSharedRAII(const std::string& filename) : file(std::make_shared<std::ifstream>(filename)) {
        if (!file->is_open()) {
            throw std::runtime_error("Failed to open file");
        }
    }

    std::shared_ptr<std::ifstream> getFile() {
        return file;
    }

private:
    std::shared_ptr<std::ifstream> file;
};

void processSharedFile(const std::string& filename) {
    try {
        FileSharedRAII fileSharedRAII(filename);
        std::shared_ptr<std::ifstream> file = fileSharedRAII.getFile();
        // 处理文件
        std::string line;
        while (std::getline(*file, line)) {
            std::cout << line << std::endl;
        }
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << "Exception: " << e.what() << std::endl;
    }
}

这里 FileSharedRAII 类使用 std::shared_ptr<std::ifstream>，适用于多个对象需要共享文件句柄所有权的场景。std::shared_ptr 通过引用计数来管理资源的生命周期，当引用计数为 0 时，自动释放资源。

总结：

RAII 原则：通过将资源管理封装在对象中，利用对象的构造和析构函数来获取和释放资源。
智能指针：std::unique_ptr 用于独占资源所有权，std::shared_ptr 用于共享资源所有权，它们都能在异常发生时确保资源正确释放，避免泄漏。

对于网络连接等其他资源，也可以采用类似的方式，将资源包装在 RAII 对象中，使用智能指针管理资源的生命周期。

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