Linux C++如何進行內存管理

在Linux環境下使用C++進行內存管理，主要涉及以下幾個方面：

1. 棧內存管理：

   • 棧內存用于存儲局部變量和函數調用的上下文。
   • 棧內存由編譯器自動分配和釋放，程序員無需手動管理。

2. 堆內存管理：

   • 堆內存用于動態分配內存，程序員需要手動管理其生命周期。
   • 使用new和delete（或malloc和free）進行內存分配和釋放。

使用new和delete

#include <iostream>

int main() {
    // 動態分配一個整數
    int* ptr = new int(10);
    
    // 使用指針
    std::cout << "Value: " << *ptr << std::endl;
    
    // 釋放內存
    delete ptr;
    
    return 0;
}

使用malloc和free

#include <cstdlib>
#include <iostream>

int main() {
    // 動態分配一個整數
    int* ptr = (int*)malloc(sizeof(int));
    
    if (ptr == nullptr) {
        std::cerr << "Memory allocation failed!" << std::endl;
        return 1;
    }
    
    // 使用指針
    *ptr = 10;
    std::cout << "Value: " << *ptr << std::endl;
    
    // 釋放內存
    free(ptr);
    
    return 0;
}

智能指針

為了更好地管理動態內存，避免內存泄漏和懸掛指針問題，C++11引入了智能指針（如std::unique_ptr和std::shared_ptr）。

std::unique_ptr

#include <iostream>
#include <memory>

int main() {
    // 使用unique_ptr管理動態內存
    std::unique_ptr<int> ptr(new int(10));
    
    // 使用指針
    std::cout << "Value: " << *ptr << std::endl;
    
    // unique_ptr會自動釋放內存
    return 0;
}

std::shared_ptr

#include <iostream>
#include <memory>

int main() {
    // 使用shared_ptr管理動態內存
    std::shared_ptr<int> ptr1(new int(10));
    
    {
        std::shared_ptr<int> ptr2 = ptr1;
        
        // 使用指針
        std::cout << "Value: " << *ptr2 << std::endl;
    } // ptr2離開作用域，引用計數減1
    
    // 使用指針
    std::cout << "Value: " << *ptr1 << std::endl;
    
    // shared_ptr會自動釋放內存
    return 0;
}

內存泄漏檢測

在Linux環境下，可以使用一些工具來檢測內存泄漏，例如：

• Valgrind：一個強大的內存調試和分析工具。
• AddressSanitizer：GCC和Clang編譯器內置的內存錯誤檢測工具。

使用Valgrind

valgrind --leak-check=full ./your_program

使用AddressSanitizer

在編譯時添加-fsanitize=address選項：

g++ -fsanitize=address -o your_program your_program.cpp
./your_program

通過這些工具，可以有效地檢測和調試內存泄漏和其他內存相關問題。