C++在构造函数内new对象的最佳实践是什么？
在 C++ 中，当你在构造函数内 `new` 对象时，有几个重要的点需要考虑，以确保代码的健壮性和效率。这不仅仅是简单地分配内存，更关系到对象的生命周期管理、异常安全以及潜在的资源泄漏。
核心问题：谁来管理这个 `new` 出来的对象的生命周期？
这是你在构造函数内 `new` 对象时最先应该思考的问题。如果你只是简单地 `new`，然后把指针赋值给一个成员变量，那么当包含这个成员变量的对象被销毁时，这个 `new` 出来的对象很可能就会被遗忘，导致内存泄漏。
最佳实践一：将管理权交给智能指针
这是现代 C++ 中处理动态内存分配最推荐的方式。智能指针（如 `std::unique_ptr` 和 `std::shared_ptr`）会自动管理它们所指向的对象，在智能指针本身被销毁时，会自动释放其管理的内存。
`std::unique_ptr`：独占所有权
如果你的对象只需要一个所有者，并且这个所有者在对象的生命周期内都应该是唯一的，那么 `std::unique_ptr` 是最佳选择。
示例：
```c++
include // 包含智能指针头文件
class DependentObject {
public:
DependentObject() { / ... 初始化逻辑 ... / }
~DependentObject() { / ... 清理逻辑 ... / }
void doSomething() { / ... 功能实现 ... / }
};
class OwnerObject {
private:
std::unique_ptr dependent_ptr_; // 使用智能指针管理依赖对象
public:
OwnerObject() : dependent_ptr_(std::make_unique()) {
// 构造函数内使用 std::make_unique 创建对象
// dependent_ptr_ 现在拥有了 DependentObject 的唯一所有权
// 对象在 dependent_ptr_ 被销毁时自动释放
std::cout << "OwnerObject constructed." << std::endl;
dependent_ptr_>doSomething(); // 可以直接使用
}
~OwnerObject() {
std::cout << "OwnerObject destructed." << std::endl;
// dependent_ptr_ 在这里会自动释放 new 出来的 DependentObject 对象
}
// 禁止拷贝和移动，因为 unique_ptr 不可复制
OwnerObject(const OwnerObject&) = delete;
OwnerObject& operator=(const OwnerObject&) = delete;
OwnerObject(OwnerObject&&) = default; // 允许移动
OwnerObject& operator=(OwnerObject&&) = default;
};
```
为什么 `std::make_unique` 比直接 `new` 好？
1. 异常安全： 在某些复杂表达式中，如果你先 `new` 然后再传递给构造函数，可能会发生异常。`std::make_unique` 可以将对象的创建和智能指针的构造合并成一个原子操作，更具异常安全性。
2. 简洁性： 代码更短，意图更清晰。
`std::shared_ptr`：共享所有权
如果你需要在多个对象之间共享同一个动态分配对象的生命周期，可以使用 `std::shared_ptr`。它通过引用计数来管理对象的生命周期。
示例：
```c++
include
include
class SharedResource {
public:
SharedResource() { std::cout << "SharedResource constructed." << std::endl; }
~SharedResource() { std::cout << "SharedResource destructed." << std::endl; }
void use() { std::cout << "Using SharedResource." << std::endl; }
};
class Consumer {
private:
std::shared_ptr resource_ptr_;
public:
Consumer(std::shared_ptr resource) : resource_ptr_(resource) {
std::cout << "Consumer constructed." << std::endl;
if (resource_ptr_) {
resource_ptr_>use();
}
}
~Consumer() {
std::cout << "Consumer destructed." << std::endl;
// resource_ptr_ 的生命周期与引用计数相关联
// 当最后一个 shared_ptr 被销毁时，SharedResource 会被释放
}
};
int main() {
std::shared_ptr shared_res = std::make_shared(); // 推荐使用 make_shared
{
Consumer c1(shared_res);
Consumer c2(shared_res);
} // c1 和 c2 销毁，但 shared_res 的引用计数仍然大于0
std::cout << "End of main." << std::endl;
return 0;
}
```
为什么 `std::make_shared` 比 `std::make_unique` （在这种场景下）更推荐？
`std::make_shared` 通常比 `std::shared_ptr(new T(...))` 更高效，因为它通常只需要一次内存分配（为对象和控制块），而直接 `new` 会进行两次分配（一次给对象，一次给控制块）。
最佳实践二：对象的生命周期与当前对象绑定（在可能的情况下）
如果被 `new` 的对象不是一个独立的、需要被多个地方访问的“服务”或“资源”，而是某个类的“一部分”或“状态”，那么考虑将它直接作为成员变量，而不是指针。
示例：
```c++
include
include
include
class Component {
public:
Component() { std::cout << "Component constructed." << std::endl; }
~Component() { std::cout << "Component destructed." << std::endl; }
void performAction() { std::cout << "Component performing action." << std::endl; }
};
class Container {
private:
Component component_instance_; // 直接将对象作为成员，由 Container 管理生命周期
public:
Container() {
std::cout << "Container constructed." << std::endl;
// component_instance_ 在 Container 构造时就自动构造了
component_instance_.performAction();
}
~Container() {
std::cout << "Container destructed." << std::endl;
// component_instance_ 在 Container 析构时自动析构了
}
};
```
这种方式是最简单的，也是最推荐的，因为编译器会自动处理对象的构造和析构，并且不需要手动管理内存。只有当对象的构造、拷贝或移动成本过高，或者对象的大小很大影响容器的局部性时，才需要考虑使用指针（并结合智能指针）。
你需要避免的情况：裸指针 `new`
在构造函数内直接使用裸指针 `new` 来创建对象，并将指针作为成员变量，是非常危险且容易导致内存泄漏的。
危险示例（请避免）：
```c++
include
class UnsafeObject {
public:
UnsafeObject() { std::cout << "UnsafeObject constructed." << std::endl; }
~UnsafeObject() { std::cout << "UnsafeObject destructed." << std::endl; }
};
class UnsafeContainer {
private:
UnsafeObject unsafe_ptr_; // 裸指针，管理非常困难
public:
UnsafeContainer() {
unsafe_ptr_ = new UnsafeObject(); // 容易导致内存泄漏
std::cout << "UnsafeContainer constructed." << std::endl;
}
~UnsafeContainer() {
std::cout << "UnsafeContainer destructed." << std::endl;
delete unsafe_ptr_; // 需要手动 delete，非常容易忘记或出错
}
// 如果有拷贝构造函数或拷贝赋值运算符，问题会更严重
// 默认的拷贝行为会复制指针，导致两个对象指向同一块内存，
// 当其中一个销毁时 delete，另一个会发生二次 delete 错误。
};
```
为什么要避免裸指针 `new`？
1. 内存泄漏： 如果 `UnsafeContainer` 的构造函数因为异常而失败，`new UnsafeObject()` 分配的内存就可能永远无法释放。
2. 析构函数复杂性： 必须在析构函数中正确地 `delete`。
3. 拷贝和移动语义的噩梦： 如果没有正确实现拷贝构造函数和拷贝赋值运算符（拷贝与自assignment模式），会产生浅拷贝，导致指向同一块内存的多个指针，进而引发双重释放或使用已释放的内存。同样，移动语义也需要仔细处理。
4. 异常安全问题： 如前所述，异常会打破 `new` 和 `delete` 的配对。
总结关键点和最佳实践：
1. 优先使用栈对象： 如果对象生命周期与当前对象（或作用域）紧密相关，并且不需要动态分配，直接声明为成员变量。这是最简单、最安全的方式。
2. 智能指针是首选： 当必须进行动态分配时（例如，对象的生命周期独立于当前对象，或者需要延迟初始化），始终优先使用 `std::unique_ptr`（独占所有权）或 `std::shared_ptr`（共享所有权）。
3. `std::make_unique` 和 `std::make_shared`： 使用这些工厂函数来创建由智能指针管理的对象，它们更简洁且更具异常安全性。
4. 遵循 RAII 原则： C++ 的强大之处在于资源获取即初始化 (Resource Acquisition Is Initialization) 的模式。智能指针就是这一模式的典范。让对象的生命周期与对象本身绑定，确保资源（内存）在对象创建时被获取，在对象销毁时被释放。
5. 避免裸指针 `new`： 除非有极其特殊且深层次的原因（例如，实现自定义内存管理或与C API交互），否则应完全避免在构造函数中使用裸指针 `new`。
在构造函数内部进行对象创建，本质上是在初始化对象的成员或状态。最好的实践总是倾向于利用 C++ 的语言特性（如栈对象、智能指针、RAII）来自动化资源管理，减少人为出错的可能性，并提高代码的可读性和健壮性。
核心问题：谁来管理这个 `new` 出来的对象的生命周期？
这是你在构造函数内 `new` 对象时最先应该思考的问题。如果你只是简单地 `new`，然后把指针赋值给一个成员变量，那么当包含这个成员变量的对象被销毁时，这个 `new` 出来的对象很可能就会被遗忘，导致内存泄漏。
最佳实践一：将管理权交给智能指针
这是现代 C++ 中处理动态内存分配最推荐的方式。智能指针（如 `std::unique_ptr` 和 `std::shared_ptr`）会自动管理它们所指向的对象，在智能指针本身被销毁时，会自动释放其管理的内存。
`std::unique_ptr`：独占所有权
如果你的对象只需要一个所有者，并且这个所有者在对象的生命周期内都应该是唯一的，那么 `std::unique_ptr` 是最佳选择。
示例：
```c++
include
class DependentObject {
public:
DependentObject() { / ... 初始化逻辑 ... / }
~DependentObject() { / ... 清理逻辑 ... / }
void doSomething() { / ... 功能实现 ... / }
};
class OwnerObject {
private:
std::unique_ptr
public:
OwnerObject() : dependent_ptr_(std::make_unique
// 构造函数内使用 std::make_unique 创建对象
// dependent_ptr_ 现在拥有了 DependentObject 的唯一所有权
// 对象在 dependent_ptr_ 被销毁时自动释放
std::cout << "OwnerObject constructed." << std::endl;
dependent_ptr_>doSomething(); // 可以直接使用
}
~OwnerObject() {
std::cout << "OwnerObject destructed." << std::endl;
// dependent_ptr_ 在这里会自动释放 new 出来的 DependentObject 对象
}
// 禁止拷贝和移动，因为 unique_ptr 不可复制
OwnerObject(const OwnerObject&) = delete;
OwnerObject& operator=(const OwnerObject&) = delete;
OwnerObject(OwnerObject&&) = default; // 允许移动
OwnerObject& operator=(OwnerObject&&) = default;
};
```
为什么 `std::make_unique` 比直接 `new` 好？
1. 异常安全： 在某些复杂表达式中，如果你先 `new` 然后再传递给构造函数，可能会发生异常。`std::make_unique` 可以将对象的创建和智能指针的构造合并成一个原子操作，更具异常安全性。
2. 简洁性： 代码更短，意图更清晰。
`std::shared_ptr`：共享所有权
如果你需要在多个对象之间共享同一个动态分配对象的生命周期，可以使用 `std::shared_ptr`。它通过引用计数来管理对象的生命周期。
示例：
```c++
include
include
class SharedResource {
public:
SharedResource() { std::cout << "SharedResource constructed." << std::endl; }
~SharedResource() { std::cout << "SharedResource destructed." << std::endl; }
void use() { std::cout << "Using SharedResource." << std::endl; }
};
class Consumer {
private:
std::shared_ptr
public:
Consumer(std::shared_ptr
std::cout << "Consumer constructed." << std::endl;
if (resource_ptr_) {
resource_ptr_>use();
}
}
~Consumer() {
std::cout << "Consumer destructed." << std::endl;
// resource_ptr_ 的生命周期与引用计数相关联
// 当最后一个 shared_ptr 被销毁时，SharedResource 会被释放
}
};
int main() {
std::shared_ptr
{
Consumer c1(shared_res);
Consumer c2(shared_res);
} // c1 和 c2 销毁，但 shared_res 的引用计数仍然大于0
std::cout << "End of main." << std::endl;
return 0;
}
```
为什么 `std::make_shared` 比 `std::make_unique` （在这种场景下）更推荐？
`std::make_shared` 通常比 `std::shared_ptr
最佳实践二：对象的生命周期与当前对象绑定（在可能的情况下）
如果被 `new` 的对象不是一个独立的、需要被多个地方访问的“服务”或“资源”，而是某个类的“一部分”或“状态”，那么考虑将它直接作为成员变量，而不是指针。
示例：
```c++
include
include
include
class Component {
public:
Component() { std::cout << "Component constructed." << std::endl; }
~Component() { std::cout << "Component destructed." << std::endl; }
void performAction() { std::cout << "Component performing action." << std::endl; }
};
class Container {
private:
Component component_instance_; // 直接将对象作为成员，由 Container 管理生命周期
public:
Container() {
std::cout << "Container constructed." << std::endl;
// component_instance_ 在 Container 构造时就自动构造了
component_instance_.performAction();
}
~Container() {
std::cout << "Container destructed." << std::endl;
// component_instance_ 在 Container 析构时自动析构了
}
};
```
这种方式是最简单的，也是最推荐的，因为编译器会自动处理对象的构造和析构，并且不需要手动管理内存。只有当对象的构造、拷贝或移动成本过高，或者对象的大小很大影响容器的局部性时，才需要考虑使用指针（并结合智能指针）。
你需要避免的情况：裸指针 `new`
在构造函数内直接使用裸指针 `new` 来创建对象，并将指针作为成员变量，是非常危险且容易导致内存泄漏的。
危险示例（请避免）：
```c++
include
class UnsafeObject {
public:
UnsafeObject() { std::cout << "UnsafeObject constructed." << std::endl; }
~UnsafeObject() { std::cout << "UnsafeObject destructed." << std::endl; }
};
class UnsafeContainer {
private:
UnsafeObject unsafe_ptr_; // 裸指针，管理非常困难
public:
UnsafeContainer() {
unsafe_ptr_ = new UnsafeObject(); // 容易导致内存泄漏
std::cout << "UnsafeContainer constructed." << std::endl;
}
~UnsafeContainer() {
std::cout << "UnsafeContainer destructed." << std::endl;
delete unsafe_ptr_; // 需要手动 delete，非常容易忘记或出错
}
// 如果有拷贝构造函数或拷贝赋值运算符，问题会更严重
// 默认的拷贝行为会复制指针，导致两个对象指向同一块内存，
// 当其中一个销毁时 delete，另一个会发生二次 delete 错误。
};
```
为什么要避免裸指针 `new`？
1. 内存泄漏： 如果 `UnsafeContainer` 的构造函数因为异常而失败，`new UnsafeObject()` 分配的内存就可能永远无法释放。
2. 析构函数复杂性： 必须在析构函数中正确地 `delete`。
3. 拷贝和移动语义的噩梦： 如果没有正确实现拷贝构造函数和拷贝赋值运算符（拷贝与自assignment模式），会产生浅拷贝，导致指向同一块内存的多个指针，进而引发双重释放或使用已释放的内存。同样，移动语义也需要仔细处理。
4. 异常安全问题： 如前所述，异常会打破 `new` 和 `delete` 的配对。
总结关键点和最佳实践：
1. 优先使用栈对象： 如果对象生命周期与当前对象（或作用域）紧密相关，并且不需要动态分配，直接声明为成员变量。这是最简单、最安全的方式。
2. 智能指针是首选： 当必须进行动态分配时（例如，对象的生命周期独立于当前对象，或者需要延迟初始化），始终优先使用 `std::unique_ptr`（独占所有权）或 `std::shared_ptr`（共享所有权）。
3. `std::make_unique` 和 `std::make_shared`： 使用这些工厂函数来创建由智能指针管理的对象，它们更简洁且更具异常安全性。
4. 遵循 RAII 原则： C++ 的强大之处在于资源获取即初始化 (Resource Acquisition Is Initialization) 的模式。智能指针就是这一模式的典范。让对象的生命周期与对象本身绑定，确保资源（内存）在对象创建时被获取，在对象销毁时被释放。
5. 避免裸指针 `new`： 除非有极其特殊且深层次的原因（例如，实现自定义内存管理或与C API交互），否则应完全避免在构造函数中使用裸指针 `new`。
在构造函数内部进行对象创建，本质上是在初始化对象的成员或状态。最好的实践总是倾向于利用 C++ 的语言特性（如栈对象、智能指针、RAII）来自动化资源管理，减少人为出错的可能性，并提高代码的可读性和健壮性。
网友意见
你这种规范是：c with class的玩法。
抛异常是c++的玩法。
既然要搞认证没办法换着来的话，那就在代码技巧下点功夫咯，例如说弄点宏包一下，至少在代码展示上清爽一点，顺眼一点。
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