避免内存泄露

问题阐述

      一个大型的C++程序中最容易出现，也是最头疼的一个问题就是内存泄露，即忘记释放已经申请的内存，造成程序占用的内存不断上升，系统性能不断下降，甚至造成内存耗尽而导致程序崩溃。在Java中提供自动垃圾回收机制，程序在何时的时机将回收内存，C++语言一直没有将这种机制作为语言的内部机制，但是它也提供了足够的灵活机制，使开发人员有效地避免内存泄露。

2、 内部封装

      可以将分配和释放的过程封装到一个类中，即在构造的时候申请内存，析构的时候释放内存，从而保证没有内存泄露。下面是一个简单的封装类。

#include <iostream>

   #include <cstring>

usingnamespace std;

class AutoNewDel

{ private: 

    char* m_szBuf; 

    unsigned int m_nSize;

public: 

    AutoNewDel(unsigned int n=1)

    {         m_szBuf=newchar[n];         m_nSize=n;     }; 

    ~AutoNewDel()     {         if(m_szBuf!=NULL)    //提供安全机制

        {             delete[] m_szBuf;    //删除字符数组 

            m_szBuf=NULL;    //防止出现野指针         }    

}; 

    char* GetBuf()     { 

        return m_szBuf;     };

};

void fun() { 

    AutoNewDel tmpObj(100); 

    char* p= tmpObj.GetBuf(); 

    strcpy(p,"one world, one dream"); 

    cout<<p<<endl;

}

int main()

{     fun(); 

    cout<<"exit main"<<endl; 

    return0;

}

      在这个例子中，封装了char类型的内存分配和删除，当声明对象tmpObj时，即可获得相应的内存，而且这个内存再tmpObj对象的作用域推出时自动释放，不需要开发人员显示的调用delete来释放了，避免了由于忘记释放内存而引起的内存泄露错误。       本例给出了一个最基本的思路，但是还是存在很多问题的，比如复制构造函数和复制的问题。下面将演示这个例子的不足，修改函数fun()，增加一个赋值语句，如下：

void fun() {   

AutoNewDel tmpObj(100);    

AutoNewDel tmpObj2=tmpObj;//这里是增加的语句

char* p= tmpObj.GetBuf();   

strcpy(p,"one world, one dream");

cout<<p<<endl; }

      在这个类中并没有实现复制构造函数，因此编译器自动构造一个默认的复制构造函数，执行位复制操作，即将对象tmpObj的内容逐字地复制到对象tmpObj2中，两个对象中的m_szBuf指向同一块内存，当对象销毁时，m_szBuf会被销毁两次，从而造成程序错误（本博客还有一篇随笔说明相关的内容，随笔地址为：C++ primer plus第十一章 使用类的程序）。简单的解决办法就是禁止复制构造函数，在类中声明复制构造函数为私有。但是这样治标不治本，它限制类的功能实现。可以通过一个引用一个计数的方法，即避免了对同一块内存的多次删除，也允许复制构造函数。             引用的计数的原理是这样的，就是对要使用的内存维护一个计数器，记录当前有多少指针指向这块内存。当有指针指向这块内存时，计数器加1；反之，当指向这块内存指针销毁时，计数器减1。当这块内存的计数器为0时，才允许删除这块内存。可以在类的构造函数和析构函数中分别完成加1和减1的操作。代码如下：

#include <iostream>

#include <cstring>

usingnamespace std;

class AutoNewDel

{ // Attribute

private: 

    char* m_szBuf; 

    unsigned int m_nSize; 

    int* m_count;    //新增加的语句

public: 

    AutoNewDel(unsigned int n=1)//在构造函数中申请内存

    { 

        m_szBuf=newchar[n]; 

        m_nSize=n; 

        //新增加的语句 

        m_count=newint; 

        *m_count=1; 

        cout<<"count is : "<<*m_count<<endl; 

    }; 

    //新增加的复制构造函数 

    AutoNewDel(const AutoNewDel & s)

    {         m_nSize=s.m_nSize; 

        m_szBuf=s.m_szBuf; 

        m_count=s.m_count; 

        (*m_count)++; 

        cout<<"count is : "<<*m_count<<endl; 

    } 

    ~AutoNewDel()

    {    

     (*m_count)--; 

        cout<<"count is : "<<*m_count<<endl;//新增加的两条语句         

        if(*m_count==0)

        { 

            cout<<"buf is deleted"<<endl; 

            if(m_szBuf!=NULL)    //提供安全机制

            {                 delete[] m_szBuf;    //删除字符数组 

                m_szBuf=NULL;    //防止出现野指针 

                if(m_count!=NULL)

                { 

                    delete m_count; 

                    m_count=NULL; 

                } 

            } 

        } 

    }; 

    char* GetBuf()     { 

        return m_szBuf;     };

};

void fun() { 

    AutoNewDel tmpObj(100); 

    char* p= tmpObj.GetBuf(); 

    strcpy(p,"one world, one dream"); 

    cout<<p<<endl;  

    AutoNewDel tmpObj2=tmpObj; 

    cout<<"tmpObj2.m_szBuf = "<<tmpObj2.GetBuf()<<endl;

}

int main()

{ 

    fun(); 

    cout<<"exit main"<<endl; 

    return0;

}

程序输出结果如下：