面试题：C++中RAII机制的原理及应用场景

RAII基本原理

RAII（Resource Acquisition Is Initialization）机制核心在于将资源获取和对象生命周期绑定。当一个对象被创建时（初始化阶段），它会获取所需资源（如内存、文件句柄、锁等）；当对象生命周期结束（销毁阶段，例如离开作用域或被显式删除）时，其析构函数会自动释放这些资源。这样确保了资源在不再需要时能被及时释放，有效避免资源泄漏。

实际编程中使用RAII机制的场景

内存管理：
- 在C++中，传统的new和delete操作需要手动配对使用，很容易因代码逻辑复杂而导致内存泄漏。使用RAII封装内存管理可避免该问题。例如，std::unique_ptr就是RAII的典型应用。

#include <memory>

class MyClass {
public:
    MyClass() { std::cout << "MyClass constructed" << std::endl; }
    ~MyClass() { std::cout << "MyClass destructed" << std::endl; }
};

void memoryManagementWithRAII() {
    std::unique_ptr<MyClass> ptr = std::make_unique<MyClass>();
    // 当ptr离开作用域，MyClass对象会自动被释放
}

文件操作：
- 对文件的操作需要打开文件（获取资源），操作完成后关闭文件（释放资源）。std::fstream类遵循RAII机制。

#include <fstream>

void fileOperationWithRAII() {
    std::ofstream file("example.txt");
    if (file.is_open()) {
        file << "This is an example." << std::endl;
    }
    // 当file离开作用域，文件会自动关闭
}

线程同步 - 锁管理：
- 在多线程编程中，使用互斥锁（std::mutex）保护共享资源。std::lock_guard和std::unique_lock是基于RAII的锁管理类。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>

std::mutex mtx;
void printID(int id) {
    std::lock_guard<std::mutex> guard(mtx);
    std::cout << "thread " << id << '\n';
    // 当guard离开作用域，互斥锁会自动解锁
}

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