Bjarne：如何对付内存泄漏？

2019-11-17 05:13:06

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供稿：网友

　　写出那些不会导致任何内存泄漏的代码。很明显，当你的代码中到处布满了new 操作、delete操作和指针运算的话，你将会在某个地方搞晕了头，导致内存泄漏，指针引用错误，以及诸如此类的问题。这和你如何小心地对待内存分配工作其实完全没有关系：代码的复杂性最终总是会超过你能够付出的时间和努力。于是随后产生了一些成功的技巧，它们依靠于将内存分配（allocations）与重新分配（deallocation）工作隐藏在易于治理的类型之后。标准容器（standard containers）是一个优秀的例子。它们不是通过你而是自己为元素治理内存，从而避免了产生糟糕的结果。想象一下，没有string和vector的帮助，写出这个：

#include<vector>
#include<string>
#include<iostream>
#include<algorithm>

using namespace std;

int main() // small PRogram messing around with strings
{
　cout << "enter some whitespace-separated Words:/n";
　vector<string> v;
　string s;
　while (cin>>s) v.push_back(s);
　sort(v.begin(),v.end());
　string cat;
　typedef vector<string>::const_iterator Iter;
　for (Iter p = v.begin(); p!=v.end(); ++p) cat += *p+"+";
　cout << cat << ’/n’;
}

　　你有多少机会在第一次就得到正确的结果？你又怎么知道你没有导致内存泄漏呢？

　　注重，没有出现显式的内存治理，宏，造型，溢出检查，显式的长度限制，以及指针。通过使用函数对象和标准算法（standard algorithm），我可以避免使用指针——例如使用迭代子（iterator），不过对于一个这么小的程序来说有点小题大作了。

　　这些技巧并不完美，要系统化地使用它们也并不总是那么轻易。但是，应用它们产生了惊人的差异，而且通过减少显式的内存分配与重新分配的次数，你甚至可以使余下的例子更加轻易被跟踪。早在1981年，我就指出，通过将我必须显式地跟踪的对象的数量从几万个减少到几打，为了使程序正确运行而付出的努力从可怕的苦工，变成了应付一些可治理的对象，甚至更加简单了。

　　假如你的程序还没有包含将显式内存治理减少到最小限度的库，那么要让你程序完成和正确运行的话，最快的途径也许就是先建立一个这样的库。

　　模板和标准库实现了容器、资源句柄以及诸如此类的东西，更早的使用甚至在多年以前。异常的使用使之更加完善。

　　假如你实在不能将内存分配/重新分配的操作隐藏到你需要的对象中时，你可以使用资源句柄（resource handle），以将内存泄漏的可能性降至最低。这里有个例子：我需要通过一个函数，在空闲内存中建立一个对象并返回它。这时候可能忘记释放这个对象。究竟，我们不能说，仅仅关注当这个指针要被释放的时候，谁将负责去做。使用资源句柄，这里用了标准库中的auto_ptr，使需要为之负责的地方变得明确了。

#include<memory>
#include<iostream>

using namespace std;

strUCt S {
　S() { cout << "make an S/n"; }
　~S() { cout << "destroy an S/n"; }
　S(const S&) { cout << "copy initialize an S/n"; }
　S& Operator=(const S&) { cout << "copy assign an S/n"; }
};

S* f()
{
　return new S; // 谁该负责释放这个S？
};

auto_ptr<S> g()
{
　return auto_ptr<S>(new S); // 显式传递负责释放这个S
}

int main()
{
　cout << "start main/n";
　S* p = f();
　cout << "after f() before g()/n";
　// S* q = g(); // 将被编译器捕捉
　auto_ptr<S> q = g();
　cout << "exit main/n";
　// *p产生了内存泄漏
　// *q被自动释放
}
　　在更一般的意义上考虑资源，而不仅仅是内存。

　　假如在你的环境中不能系统地应用这些技巧（例如，你必须使用别的地方的代码，或者你的程序的另一部分简直是原始人类（译注：原文是Neanderthals，尼安德特人，旧石器时代广泛分布在欧洲的猿人）写的，如此等等），那么注重使用一个内存泄漏检测器作为开发过程的一部分，或者插入一个垃圾收集器（garbage collector）。

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