Linux C++開發中如何避免內存泄漏

在Linux環境下使用C++進行開發時，避免內存泄漏是非常重要的。以下是一些避免內存泄漏的最佳實踐：

1. 使用智能指針

智能指針是C++11引入的一種資源管理工具，可以自動管理動態分配的內存。

• std::unique_ptr: 獨占所有權，不能被復制，只能移動。

  std::unique_ptr<int> ptr(new int(42));
  

• std::shared_ptr: 共享所有權，可以被多個指針共享，引用計數管理內存。

  std::shared_ptr<int> ptr1 = std::make_shared<int>(42);
  std::shared_ptr<int> ptr2 = ptr1;
  

• std::weak_ptr: 配合std::shared_ptr使用，避免循環引用。

  std::shared_ptr<int> sharedPtr = std::make_shared<int>(42);
  std::weak_ptr<int> weakPtr = sharedPtr;
  

2. 避免裸指針

盡量避免使用裸指針進行動態內存分配，特別是在函數參數和返回值中。

// 不推薦
void foo(int* ptr) {
    // ...
}

int main() {
    int* ptr = new int(42);
    foo(ptr);
    delete ptr; // 容易忘記
    return 0;
}

3. 使用RAII（Resource Acquisition Is Initialization）

RAII是一種C++編程技術，確保資源在對象生命周期結束時自動釋放。

class FileHandler {
public:
    FileHandler(const std::string& filename) {
        file = fopen(filename.c_str(), "r");
    }
    ~FileHandler() {
        if (file) {
            fclose(file);
        }
    }
private:
    FILE* file;
};

int main() {
    FileHandler file("example.txt");
    // 文件會在file對象銷毀時自動關閉
    return 0;
}

4. 使用容器代替動態數組

使用標準庫容器（如std::vector, std::list, std::map等）來管理動態數組，避免手動內存管理。

#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    // 不需要手動delete
    return 0;
}

5. 使用內存檢測工具

使用內存檢測工具可以幫助你發現內存泄漏問題。

• Valgrind: 一個強大的內存調試和分析工具。

  valgrind --leak-check=full ./your_program
  

• AddressSanitizer: GCC和Clang內置的內存錯誤檢測工具。

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

6. 代碼審查

定期進行代碼審查，確保所有動態內存分配都有對應的釋放操作。

7. 使用智能指針管理數組

對于動態數組，可以使用std::unique_ptr和自定義刪除器。

std::unique_ptr<int[]> arr(new int[10]);

8. 避免循環引用

使用std::weak_ptr來避免std::shared_ptr之間的循環引用。

class B;

class A {
public:
    std::shared_ptr<B> b;
    ~A() { /* ... */ }
};

class B {
public:
    std::weak_ptr<A> a; // 使用weak_ptr避免循環引用
    ~B() { /* ... */ }
};

通過遵循這些最佳實踐，可以顯著減少內存泄漏的風險，提高代碼的健壯性和可維護性。