C++ 智能指针：使用场景、实现原理与内存泄漏防治

一、智能指针的使用场景分析

我们知道 C++ 是公认的高效编程语言，其中一点原因就是 C++ 手动内存管理（new/delete），避免了很多高级语言（如 Java、Python）的自动内存管理（垃圾回收）带来的额外开销，这也是一把双刃剑，这对 C++ 程序员的要求就会更高，因为手动内存管理很容易出现内存泄漏的问题。我们之前的说法是尽可能小心，但是有些场景无法避免会出现内存泄漏 (或者处理起来很麻烦)，这时候就需要借助我们接下来要介绍的智能指针了。

下面程序中我们可以看到，new 了以后，我们也 delete 了，但是因为抛异常导致后面的 delete 没有得到执行，所以就内存泄漏了，所以我们需要 new 以后捕获异常，捕获到异常后 delete 内存，再把异常抛出，但是因为 new 本身也可能抛异常，连续的两个 new 和下面的 Divide 都可能会抛异常 (并且不能把两个 new 放在 try 内部，这样指针作用域就仅限在 try 内部了)，第一个 new 抛异常无所谓，因为没 new 成功，但是第二个 new 抛异常就会导致第一个 new 的资源没有正确释放，让我们处理起来很麻烦。智能指针放到这样的场景里面就让问题简单多了。

double Divide(int a, int b) {
    // 当 b == 0 时抛出异常
    if (b == 0) {
        throw "Divide by zero condition!";
    } else {
        return (double)a / (double)b;
    }
}

void Func() {
    // 这里可以看到如果发生除 0 错误抛出异常，另外下面的 array 和 array2 没有得到释放。
    // 所以这里捕获异常后并不处理异常，异常还是交给外面处理，这里捕获了再重新抛出去。
    // 但是如果 array2new 的时候抛异常呢，就还需要套一层捕获释放逻辑，这里更好解决方案
    // 是智能指针，否则代码会极其臃肿
    int* array1 = new int[10];
    int* array2 = new int[10];
    // 抛异常呢
    try {
        int len, time;
        cin >> len >> time;
        cout << Divide(len, time) << endl;
    } catch (...) {
        cout << "delete []" << array1 << endl;
        cout <<  << array2 << endl;
        [] array1;
        [] array2;
        ; 
    }
    
    cout <<  << array1 << endl;
    [] array1;
    cout <<  << array2 << endl;
    [] array2;
}

{
     {
        ();
    }  ( * errmsg) {
        cout << errmsg << endl;
    }  ( exception& e) {
        cout << e.() << endl;
    }  (...) {
        cout <<  << endl;
    }
     ;
}