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學過 Java、C# 或者其他托管語言(managed languages)的同學，回過頭來看 C++ 的時候，第一反應就是 C++ 沒有自動垃圾回收器(GC)，而不能充分利用的資源被稱為垃圾，

那么 C++ 真的不能自動回收垃圾嗎？帶著這個疑問我們來看看一般 C++ 程式都是怎樣回收資源的，

記憶體在計算機系統中是有限的資源，通常申請記憶體和釋放記憶體是這樣子的，假設有個被呼叫的函式 function()：

void function()
{
    int *p = new int; // 申請記憶體

    // 資源申請下來了，不玩有個 p 用？
    // do something

    delete p; // 釋放記憶體
}

這段示例代碼在 function() 函式開始的時候申請了一塊記憶體，大小對應于 int 型別，然后在函式結束的時候釋放它，通常來說，這看起來很OK，沒毛病，但是，如果遇到了下面幾種情況呢？

程式如果中途有邏輯讓它提前退出 function() 函式
發生了例外而沒有被捕獲到

那么在函式尾部執行釋放記憶體的動作有幾率不會被執行，意味著發生也會記憶體泄漏，像上面這段代碼，如果呼叫的次數不多也不礙事，不過，如果回圈呼叫 function()，這時泄露的記憶體資源會不斷累積，而且一直被浪費掉，期間系統無法再次使用這些被浪費的記憶體，直到行程被終止，嚴重的話，會導致系統資源被耗盡，跑著跑著系統都崩潰了，這種 bug 在 C 范式的編程語言中真的很常見，

RAII 是什么

眾所周知 C++ 具有面向物件的特性，在初始化類物件的時候，系統會呼叫類建構式，如果類物件是存放在堆疊空間的話，比如宣告為區域變數，那么當類物件超出生命周期時，比如退出區域變數的作用域，系統會呼叫這個物件的類解構式；如果類物件是存放在堆空間的話，比如通過 new 運算子創建的類物件，那么當類物件被銷毀時，比如對物件執行 delete 操作，系統同樣會呼叫類解構式，

C++ 的這個特性可以用來解決上面提到的資源泄露問題，怎么利用呢？

modern C++ 實踐建議優先把資源存放在堆疊上，如果只是個變數型別，完全可以用區域變數的形式定義宣告，這樣代碼塊在退出后系統自動回收堆疊上的資源，

對上面的函式 function() 修改

void function()
{
    // 宣告定義為區域變數，資源存盤在堆疊區
    int data = https://www.cnblogs.com/englyf/archive/2023/05/18/0;

    // do something with data

    // 函式退出時，自動釋放 data 占用的空間
}

當資源比較占空間時，需要在堆上分配資源，可以通過指標參考它，資源的申請放在類的建構式里，然后在解構式里釋放，下面舉個例子

class Helper
{
private:
    int* data;
public:
    Helper() {
        data = https://www.cnblogs.com/englyf/archive/2023/05/18/new int; // 在堆上申請記憶體
    }
    ~Helper() {
        delete data; // 釋放堆上申請的記憶體
    }
    void do_something_with_data() {}
};

void function()
{
    // 宣告定義為區域變數，物件存盤在堆疊區
    // 呼叫 Helper 類建構式在堆上申請資源
    Helper help;

    // 通過物件 help 呼叫成員 data
    // 如果 data 是 Helper 私有成員
    // 在類外面必須通過類成員方法呼叫 data
    help.do_something_with_data();

    // 函式退出時，自動釋放 help 物件占用的堆疊空間
    // 就算發生了例外或者中途退出都會執行這一步
    // help 物件被銷毀時，呼叫 Helper 類解構式
    // Helper 類解構式釋放已申請的堆上資源
}

利用這種特性的行為被 C++ 發明人稱呼為 RAII，英文全稱是「resource acquisition is initialization」，中文翻譯過來是「資源獲取即是初始化」，而我喜歡把它叫做背景關系管理，實作資源申請釋放的類叫做背景關系管理器(context manager)，

經典實踐--智能指標

上面的示例代碼寫起來略顯啰嗦，為了推廣這種設計核心思路和簡化代碼撰寫，在 C++ 11 之后標準庫里添加了 unique_ptr，

unique_ptr 屬于 Smart Points 中的一種，Smart Points 在國內通常翻譯為「智能指標」，智能指標負責管理和釋放資源，上面的 function() 函式可以改成這樣子

#include <memory>
void function()
{
    // 實體化智能指標物件，輸入需要被管理的記憶體首地址
    // 物件為區域變數，存盤在堆疊區
    std::unique_ptr<int> data(new int);

    // 智能指標物件就像普通指標一樣呼叫
    printf("data=https://www.cnblogs.com/englyf/archive/2023/05/18/%d/n", *data);

    // 函式退出時，自動釋放 data 物件占用的堆疊空間
    // 就算發生了例外或者中途退出都會執行這一步
    // data 物件被銷毀時，同步釋放被管理的記憶體資源
}

可見，用了智能指標后，不需要像之前那樣定義類 Helper (背景關系管理器)了，代碼清爽很多，

不過，上面的示例代碼中有個地方需要注意，在實體化智能指標物件時必須傳入記憶體地址，有沒有其它更好的方式設定被管理的記憶體地址？

有的，C++ 14 之后標準庫添加了 make_unique，演示一下怎么用

std::unique_ptr<int> data = https://www.cnblogs.com/englyf/archive/2023/05/18/std::make_unique();

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