--- 名称: cpp 描述: 使用RAII、智能指针和STL编写现代C++代码。适用于C++开发、内存安全或性能优化。 --- # C++ 开发编写安全、高性能的现代C++代码。 ## 何时使用 - 编写C++代码 - 内存管理问题 - 模板元编程 - 性能优化 - 遗留C++现代化 ## 现代C++模式 ### 智能指针 ```cpp // 唯一所有权 auto ptr = std::make_unique(); process(std::move(ptr)); // 共享所有权 auto shared = std::make_shared(); auto copy = shared; // 引用计数: 2 // 弱引用（无所有权） std::weak_ptr weak = shared; if (auto locked = weak.lock()) { // 使用 locked } ``` ### RAII ```cpp class FileHandle { FILE* handle_; public: explicit FileHandle(const char* path) : handle_(fopen(path, "r")) { if (!handle_) throw std::runtime_error("Failed to open"); } ~FileHandle() { if (handle_) fclose(handle_); } // 规则五 FileHandle(const FileHandle&) = delete; FileHandle& operator=(const FileHandle&) = delete; FileHandle(FileHandle&& other) noexcept : handle_(std::exchange(other.handle_, nullptr)) {} FileHandle& operator=(FileHandle&& other) noexcept { std::swap(handle_, other.handle_); return *this; } }; ``` ### 容器和算法 ```cpp std::vector nums = {3, 1, 4, 1, 5}; // 优先使用算法而非原始循环 std::sort(nums.begin(), nums.end()); auto it = std::find_if(nums.begin(), nums.end(), [](int n) { return n > 3; }); // 基于范围的for循环 for (const auto& num : nums) { std::cout << num << '\n'; } // 结构化绑定（C++17） std::map scores; for (const auto& [name, score] : scores) { std::cout << name << ": " << score << '\n'; } ``` ### 模板 ```cpp // 概念（C++20） template concept Numeric = std::integral || std::floating_point; template T sum(const std::vector& values) { return std::accumulate(values.begin(), values.end(), T{}); } // SFINAE（C++20之前） template>> T multiply(T a, T b) { return a * b; } ``` ## 最佳实践 - 优先使用 `const` 和 `constexpr` - 使用智能指针而非原始指针 - 遵循规则0/5 - 优先使用STL算法 - 使用 `std::string_view` 处理只读字符串 - 启用警告：`-Wall -Wextra -Wpedantic` ## 常见问题 | 问题 | 症状 | 修复 | | --------------- | ------------------ | -------------------- | | 内存泄漏 | 内存增长 | 使用智能指针 | | 悬空指针 | 崩溃/未定义行为 | 检查生命周期 | | 缓冲区溢出 | 崩溃/安全漏洞 | 使用 std::vector/span | | 数据竞争 | 状态不一致 | 互斥锁/原子操作 | ## 示例 **输入:** "修复内存泄漏" **操作:** 用智能指针替换原始指针，确保RAII **输入:** "现代化此C++代码" **操作:** 应用C++17/20特性，使用STL，提高安全性