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= C++常见陷阱 =

C++是一门功能强大但复杂的编程语言，初学者甚至经验丰富的开发者都可能遇到一些常见陷阱。本节将详细介绍这些陷阱及其规避方法，帮助您编写更健壮、高效的代码。

== 内存管理问题 ==

=== 内存泄漏 ===
'''内存泄漏'''是指程序未能释放不再使用的内存，导致可用内存逐渐减少。

<syntaxhighlight lang="cpp">
// 错误示例
void createLeak() {
    int* ptr = new int[1000]; // 分配内存
    // 忘记delete[] ptr;
}
</syntaxhighlight>

'''解决方案：'''
* 使用智能指针（如<code>std::unique_ptr</code>, <code>std::shared_ptr</code>）
* 遵循RAII(资源获取即初始化)原则

=== 悬空指针 ===
'''悬空指针'''指向已被释放的内存区域。

<syntaxhighlight lang="cpp">
// 错误示例
int* danglingPointer() {
    int x = 10;
    return &x; // 返回局部变量的地址
}
</syntaxhighlight>

'''解决方案：'''
* 避免返回局部变量地址
* 使用智能指针管理对象生命周期

== 对象生命周期问题 ==

=== 对象切片 ===
当派生类对象被赋值给基类对象时，会发生'''对象切片'''，丢失派生类特有的成员。

<syntaxhighlight lang="cpp">
class Base {
public:
    int base_data;
};

class Derived : public Base {
public:
    int derived_data;
};

void objectSlicing() {
    Derived d;
    Base b = d; // 对象切片发生在这里
    // b现在只有base_data，没有derived_data
}
</syntaxhighlight>

'''解决方案：'''
* 使用指针或引用
* 考虑使用<code>std::variant</code>或<code>std::any</code>

== 类型转换问题 ==

=== C风格强制转换 ===
C风格强制转换(<code>(type)value</code>)可能带来意外行为。

<syntaxhighlight lang="cpp">
// 危险示例
double d = 3.14;
int* p = (int*)&d; // 危险的重解释转换
</syntaxhighlight>

'''解决方案：'''
* 使用C++风格转换：<code>static_cast</code>, <code>dynamic_cast</code>, <code>const_cast</code>, <code>reinterpret_cast</code>

== 标准库使用陷阱 ==

=== 迭代器失效 ===
在修改容器时，迭代器可能失效。

<syntaxhighlight lang="cpp">
std::vector<int> vec = {1, 2, 3};
auto it = vec.begin();
vec.push_back(4); // 可能导致迭代器失效
// 此时使用*it是未定义行为
</syntaxhighlight>

'''解决方案：'''
* 修改容器后重新获取迭代器
* 使用索引而非迭代器进行遍历和修改

== 多线程问题 ==

=== 数据竞争 ===
当多个线程同时访问共享数据且至少有一个线程写入时，会发生'''数据竞争'''。

<syntaxhighlight lang="cpp">
int counter = 0;

void increment() {
    for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
        ++counter; // 数据竞争
    }
}
</syntaxhighlight>

'''解决方案：'''
* 使用互斥锁(<code>std::mutex</code>)
* 考虑原子操作(<code>std::atomic</code>)

== 性能陷阱 ==

=== 不必要的拷贝 ===
不必要的对象拷贝会降低性能。

<syntaxhighlight lang="cpp">
std::vector<std::string> processStrings(std::vector<std::string> input) {
    // input被拷贝传入
    std::vector<std::string> result = input; // 再次拷贝
    // 处理result...
    return result; // 可能再次拷贝
}
</syntaxhighlight>

'''解决方案：'''
* 使用移动语义(<code>std::move</code>)
* 传递引用或指针
* 返回值优化(RVO)

== 实际案例 ==

=== 案例：资源管理 ===
考虑一个文件处理类：

<syntaxhighlight lang="cpp">
class FileHandler {
    FILE* file;
public:
    FileHandler(const char* filename) : file(fopen(filename, "r")) {}
    ~FileHandler() { if (file) fclose(file); }
    
    // 禁用拷贝
    FileHandler(const FileHandler&) = delete;
    FileHandler& operator=(const FileHandler&) = delete;
    
    // 启用移动
    FileHandler(FileHandler&& other) : file(other.file) {
        other.file = nullptr;
    }
    FileHandler& operator=(FileHandler&& other) {
        if (this != &other) {
            if (file) fclose(file);
            file = other.file;
            other.file = nullptr;
        }
        return *this;
    }
};
</syntaxhighlight>

这个例子展示了：
1. RAII原则
2. 禁用拷贝避免资源重复释放
3. 启用移动语义提高效率

== 总结 ==
C++常见陷阱主要包括：
* 内存管理问题（泄漏、悬空指针）
* 对象生命周期问题（切片、无效引用）
* 类型转换问题
* 标准库使用陷阱
* 多线程同步问题
* 性能陷阱

通过理解这些陷阱并采用现代C++最佳实践，可以显著提高代码质量和安全性。

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