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C++：内存泄漏

article 2025/2/7 20:18:20

内存泄漏（Memory Leak）是指在计算机程序中，已经动态分配的内存（通常是在堆上分配的内存）由于某种原因未被正确释放，导致这部分内存无法再被程序使用，却又一直占用着系统的内存资源，最终可能会导致系统性能下降甚至崩溃。

产生的原因

1. 忘记释放内存

在使用动态内存分配的语言（如 C、C++）中，如果程序员在使用完动态分配的内存后忘记调用相应的释放函数，就会导致内存泄漏。

C 语言示例：

#include <stdlib.h>

void leak_memory() {
    // 动态分配内存
    int *ptr = (int *)malloc(sizeof(int));
    // 使用ptr...
    // 忘记调用free(ptr);
}

在这个例子中，malloc函数用于在堆上分配一块内存，但是在函数结束时，没有调用free函数来释放这块内存，就会造成内存泄漏。

C++ 语言示例：

#include <iostream>

void leak_memory() {
    // 动态分配内存
    int *ptr = new int;
    // 使用ptr...
    // 忘记调用delete ptr;
}

在 C++ 中，使用new操作符分配内存，但是忘记使用delete操作符来释放内存，同样会导致内存泄漏。

2. 逻辑错误导致无法释放内存

程序的逻辑错误可能会导致某些内存无法被正确释放。例如，在一个复杂的数据结构中，由于错误的条件判断或循环控制，使得部分内存的引用丢失，从而无法释放。

示例：

#include <iostream>

void leak_memory_with_logic_error() {
    int **arr = new int*[10];
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        arr[i] = new int;
    }
    // 假设这里有一个逻辑错误，提前退出了循环
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        delete arr[i];
    }
    // 后面的内存没有被释放
    delete[] arr;
}

在这个例子中，由于逻辑错误，只释放了部分动态分配的内存，导致部分内存泄漏。

3. 异常导致内存未释放

在 C++ 中，如果在使用new分配内存后，在释放内存之前发生了异常，并且没有适当的异常处理机制，也会导致内存泄漏。

示例：

#include <iostream>

void leak_memory_due_to_exception() {
    int *ptr = new int;
    try {
        // 这里可能会抛出异常
        throw std::runtime_error("Something went wrong");
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << e.what() << std::endl;
        // 异常发生后，ptr指向的内存没有被释放
    }
}