面试题：C++中常见的内存泄漏场景及检测方法

Question

请列举至少三种C++编程中可能导致内存泄漏的常见场景，并说明如何使用工具（如Valgrind）或代码手段检测这些内存泄漏。

Answer 1

常见导致内存泄漏场景

1. 动态内存分配后未释放：
   • 示例代码：

   void memoryLeak1() {
       int* ptr = new int;
       // 没有delete ptr;
   }
   

2. 数组动态分配后使用普通delete释放：
   • 示例代码：

   void memoryLeak2() {
       int* arr = new int[10];
       delete arr; // 应该使用delete[] arr;
   }
   

3. 对象生命周期管理不当（如在容器中存储指针，容器销毁时指针未释放）：
   • 示例代码：

   #include <vector>
   class MyClass {};
   void memoryLeak3() {
       std::vector<MyClass*> vec;
       vec.push_back(new MyClass);
       // 当vec销毁时，MyClass对象的指针没有释放
   }
   

使用Valgrind检测内存泄漏

1. 安装Valgrind：根据不同的操作系统，使用相应的包管理器安装Valgrind。例如在Ubuntu上，可以使用sudo apt - get install valgrind。
2. 编译程序：使用-g选项编译C++程序，以包含调试信息，例如g++ -g -o myprogram myprogram.cpp。
3. 运行Valgrind：使用valgrind --leak - check = full./myprogram运行程序。Valgrind会输出详细的内存泄漏信息，包括泄漏发生的位置、泄漏的块大小等。

使用代码手段检测内存泄漏

1. 智能指针：
   • 使用std::unique_ptr，std::shared_ptr等智能指针来管理动态分配的内存。例如：

   void noLeak1() {
       std::unique_ptr<int> ptr(new int);
       // 当ptr离开作用域时，内存会自动释放
   }
   

   • 对于数组，可以使用std::unique_ptr<int[]>：

   void noLeak2() {
       std::unique_ptr<int[]> arr(new int[10]);
       // 离开作用域时数组内存自动释放
   }
   

2. 自定义资源管理类：
   • 实现RAII（Resource Acquisition Is Initialization）类来管理资源。例如：

   class MyResource {
   private:
       int* data;
   public:
       MyResource() : data(new int) {}
       ~MyResource() {
           delete data;
       }
   };
   void noLeak3() {
       MyResource res;
       // res离开作用域时，MyResource的析构函数会释放data
   }