# C++常見的內存泄漏有哪些
## 引言
內存泄漏(Memory Leak)是C++開發中常見且棘手的問題,指程序在運行過程中未能釋放不再使用的內存,導致系統內存逐漸耗盡。本文將系統分析C++中典型的內存泄漏場景、檢測方法和預防策略。
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## 一、內存泄漏的定義與危害
### 1.1 基本概念
內存泄漏指動態分配的內存未被正確釋放,導致該內存無法被后續程序使用。在長期運行的程序(如服務器、嵌入式系統)中,累積泄漏可能引發嚴重問題。
### 1.2 主要危害
- **系統性能下降**:可用內存減少,可能觸發頻繁的磁盤交換
- **程序崩潰**:內存耗盡時引發`std::bad_alloc`異常
- **安全風險**:敏感數據可能殘留在未釋放的內存中
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## 二、C++常見內存泄漏場景
### 2.1 基礎指針管理失誤
#### 2.1.1 new/delete不匹配
```cpp
int* ptr = new int[100];
delete ptr; // 錯誤!應使用 delete[] ptr
void riskyFunction() {
int* ptr = new int(42);
if(some_condition) throw std::runtime_error("Oops");
delete ptr; // 異常發生時此句不會執行
}
std::vector<int*> vec;
vec.push_back(new int(10));
// 忘記遍歷釋放內存
struct Node {
std::shared_ptr<Node> next;
std::shared_ptr<Node> prev; // 循環引用導致泄漏
};
class ResourceHolder {
int* resource;
public:
ResourceHolder() : resource(new int(100)) {}
~ResourceHolder() { /* 忘記delete resource */ }
};
class BadCopy {
char* buffer;
public:
BadCopy(const char* str) {
buffer = new char[strlen(str)+1];
strcpy(buffer, str);
}
~BadCopy() { delete[] buffer; }
// 缺少拷貝構造函數和賦值運算符
};
void useLibrary() {
SomeLibHandle handle = SomeLib_Init();
// ...使用庫...
// 忘記調用 SomeLib_Close(handle)
}
void readFile() {
FILE* fp = fopen("data.txt", "r");
if(!fp) return; // 直接返回導致句柄泄漏
// ...處理文件...
fclose(fp);
}
工具名稱 | 適用平臺 | 特點 |
---|---|---|
Valgrind | Linux | 功能強大,支持內存檢查 |
Dr. Memory | Windows/Linux | 輕量級替代方案 |
Visual Studio | Windows | 內置調試器和診斷工具 |
new
必須有對應的delete
#ifdef _DEBUG
#define DEBUG_NEW new(_NORMAL_BLOCK, __FILE__, __LINE__)
#define new DEBUG_NEW
#endif
std::unique_ptr<int> ptr(new int(42));
// 自動釋放內存
auto ptr = std::make_shared<MyClass>();
class FileWrapper {
FILE* fp;
public:
explicit FileWrapper(const char* fname) : fp(fopen(fname, "r")) {}
~FileWrapper() { if(fp) fclose(fp); }
// 禁用拷貝(或實現深拷貝)
};
std::vector<int> data(100); // 替代 new int[100]
void safeFunction() {
auto ptr = std::make_unique<Resource>();
// 即使拋出異常也能自動釋放
}
atomic_shared_ptr
(C++20)// 預分配內存重用
static thread_local std::vector<int> reusableBuffer;
reusableBuffer.clear();
reusableBuffer.reserve(1024);
“C++ makes it harder to shoot yourself in the foot, but when you do, it blows your whole leg off.” - Bjarne Stroustrup “`
注:本文實際約2100字(中文字符統計)。如需精確控制字數,可適當增減示例代碼或調整章節深度。建議通過實際代碼測試文中的示例來加深理解。
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