Bjarne：如何對(duì)付內(nèi)存泄漏？

2019-11-17 05:13:06

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供稿：網(wǎng)友

　　寫(xiě)出那些不會(huì)導(dǎo)致任何內(nèi)存泄漏的代碼。很明顯，當(dāng)你的代碼中到處布滿了new 操作、delete操作和指針運(yùn)算的話，你將會(huì)在某個(gè)地方搞暈了頭，導(dǎo)致內(nèi)存泄漏，指針引用錯(cuò)誤，以及諸如此類的問(wèn)題。這和你如何小心地對(duì)待內(nèi)存分配工作其實(shí)完全沒(méi)有關(guān)系：代碼的復(fù)雜性最終總是會(huì)超過(guò)你能夠付出的時(shí)間和努力。于是隨后產(chǎn)生了一些成功的技巧，它們依靠于將內(nèi)存分配（allocations）與重新分配（deallocation）工作隱藏在易于治理的類型之后。標(biāo)準(zhǔn)容器（standard containers）是一個(gè)優(yōu)秀的例子。它們不是通過(guò)你而是自己為元素治理內(nèi)存，從而避免了產(chǎn)生糟糕的結(jié)果。想象一下，沒(méi)有string和vector的幫助，寫(xiě)出這個(gè)：

#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’;
}

　　你有多少機(jī)會(huì)在第一次就得到正確的結(jié)果？你又怎么知道你沒(méi)有導(dǎo)致內(nèi)存泄漏呢？

　　注重，沒(méi)有出現(xiàn)顯式的內(nèi)存治理，宏，造型，溢出檢查，顯式的長(zhǎng)度限制，以及指針。通過(guò)使用函數(shù)對(duì)象和標(biāo)準(zhǔn)算法（standard algorithm），我可以避免使用指針——例如使用迭代子（iterator），不過(guò)對(duì)于一個(gè)這么小的程序來(lái)說(shuō)有點(diǎn)小題大作了。

　　這些技巧并不完美，要系統(tǒng)化地使用它們也并不總是那么輕易。但是，應(yīng)用它們產(chǎn)生了驚人的差異，而且通過(guò)減少顯式的內(nèi)存分配與重新分配的次數(shù)，你甚至可以使余下的例子更加輕易被跟蹤。早在1981年，我就指出，通過(guò)將我必須顯式地跟蹤的對(duì)象的數(shù)量從幾萬(wàn)個(gè)減少到幾打，為了使程序正確運(yùn)行而付出的努力從可怕的苦工，變成了應(yīng)付一些可治理的對(duì)象，甚至更加簡(jiǎn)單了。

　　假如你的程序還沒(méi)有包含將顯式內(nèi)存治理減少到最小限度的庫(kù)，那么要讓你程序完成和正確運(yùn)行的話，最快的途徑也許就是先建立一個(gè)這樣的庫(kù)。

　　模板和標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)實(shí)現(xiàn)了容器、資源句柄以及諸如此類的東西，更早的使用甚至在多年以前。異常的使用使之更加完善。

　　假如你實(shí)在不能將內(nèi)存分配/重新分配的操作隱藏到你需要的對(duì)象中時(shí)，你可以使用資源句柄（resource handle），以將內(nèi)存泄漏的可能性降至最低。這里有個(gè)例子：我需要通過(guò)一個(gè)函數(shù)，在空閑內(nèi)存中建立一個(gè)對(duì)象并返回它。這時(shí)候可能忘記釋放這個(gè)對(duì)象。究竟，我們不能說(shuō)，僅僅關(guān)注當(dāng)這個(gè)指針要被釋放的時(shí)候，誰(shuí)將負(fù)責(zé)去做。使用資源句柄，這里用了標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的auto_ptr，使需要為之負(fù)責(zé)的地方變得明確了。

#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; // 誰(shuí)該負(fù)責(zé)釋放這個(gè)S？
};

auto_ptr<S> g()
{
　return auto_ptr<S>(new S); // 顯式傳遞負(fù)責(zé)釋放這個(gè)S
}

int main()
{
　cout << "start main/n";
　S* p = f();
　cout << "after f() before g()/n";
　// S* q = g(); // 將被編譯器捕捉
　auto_ptr<S> q = g();
　cout << "exit main/n";
　// *p產(chǎn)生了內(nèi)存泄漏
　// *q被自動(dòng)釋放
}
　　在更一般的意義上考慮資源，而不僅僅是內(nèi)存。

　　假如在你的環(huán)境中不能系統(tǒng)地應(yīng)用這些技巧（例如，你必須使用別的地方的代碼，或者你的程序的另一部分簡(jiǎn)直是原始人類（譯注：原文是Neanderthals，尼安德特人，舊石器時(shí)代廣泛分布在歐洲的猿人）寫(xiě)的，如此等等），那么注重使用一個(gè)內(nèi)存泄漏檢測(cè)器作為開(kāi)發(fā)過(guò)程的一部分，或者插入一個(gè)垃圾收集器（garbage collector）。

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