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。 ...
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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。
那麼 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。
記憶體在電腦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，假設有個被調用的函數 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() 函數開始的時候申請了一塊記憶體，大小對應於 int 類型，然後在函數結束的時候釋放它。通常來說，這看起來很OK，沒毛病，但是，如果遇到了下麵幾種情況呢？
- 程式如果中途有邏輯讓它提前退出 function() 函數
- 發生了異常而沒有被捕獲到
那麼在函數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，如果調用的次數不多也不礙事，不過，如果迴圈調用 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，直到進程被終止，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 範式的編程語言中真的很常見。
RAII 是什麼
眾所周知 C++ 具有面向對象的特性，在初始化類對象的時候，系統會調用類構造函數。如果類對象是存放在棧空間的話，比如聲明為局部變數，那麼當類對象超出生命周期時，比如退出局部變數的作用域，系統會調用這個對象的類析構函數；如果類對象是存放在堆空間的話，比如通過 new 操作符創建的類對象，那麼當類對象被銷毀時，比如對對象執行 delete 操作，系統同樣會調用類析構函數。
C++ 的這個特性可以用來解決上面提到的資源泄露問題，怎麼利用呢？
modern C++ 實踐建議優先把資源存放在棧上。如果只是個變數類型，完全可以用局部變數的形式定義聲明，這樣代碼塊在退出後系統自動回收棧上的資源。
對上面的函數 function() 修改
void function()
{
// 聲明定義為局部變數，資源存儲在棧區
int data = 0;
// do something with data
// 函數退出時，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，可以通過指針引用它，資源的申請放在類的構造函數里，然後在析構函數里釋放。下麵舉個例子
class Helper
{
private:
int* data;
public:
Helper() {
data = 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()
{
// 聲明定義為局部變數，對象存儲在棧區
// 調用 Helper 類構造函數在堆上申請資源
Helper help;
// 通過對象 help 調用成員 data
// 如果 data 是 Helper 私有成員
// 在類外面必須通過類成員方法調用 data
help.do_something_with_data();
// 函數退出時，自動釋放 help 對象占用的棧空間
// 就算發生了異常或者中途退出都會執行這一步
// help 對象被銷毀時，調用 Helper 類析構函數
// Helper 類析構函數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」。而我喜歡把它叫做上下文管理，實現資源申請釋放的類叫做上下文管理器(context manager)。
經典實踐--智能指針
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編寫，在 C++ 11 之後標準庫里添加了 unique_ptr。
unique_ptr 屬於 Smart Points 中的一種，Smart Points 在國內通常翻譯為「智能指針」。智能指針負責管理和釋放資源。上面的 function() 函數可以改成這樣子
#include <memory>
void function()
{
// 實例化智能指針對象，輸入需要被管理的記憶體首地址
// 對象為局部變數，存儲在棧區
std::unique_ptr<int> data(new int);
// 智能指針對象就像普通指針一樣調用
printf("data=%d\n", *data);
// 函數退出時，自動釋放 data 對象占用的棧空間
// 就算發生了異常或者中途退出都會執行這一步
// data 對象被銷毀時，同步釋放被管理的記憶體資源
}
可見，用了智能指針後，不需要像之前那樣定義類 Helper (上下文管理器)了，代碼清爽很多。
不過，上面的示例代碼中有個地方需要註意，在實例化智能指針對象時必須傳入記憶體地址，有沒有其它更好的方式設置被管理的記憶體地址？
有的，C++ 14 之後標準庫添加了 make_unique，演示一下怎麼用
std::unique_ptr<int> data = std::make_unique<int>();
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