面试题：C++ 动态内存管理中内存泄漏场景及智能指针解决方法

可能导致内存泄漏的场景

忘记释放内存：在使用new分配内存后，没有对应的delete语句。例如：

void memoryLeak1() {
    int* ptr = new int;
    // 这里没有delete ptr，导致内存泄漏
}

异常抛出时未释放内存：在分配内存后，执行过程中抛出异常，导致后续的delete语句未执行。

void memoryLeak2() {
    int* ptr = new int;
    // 假设这里抛出异常
    throw std::exception();
    delete ptr; // 由于异常，这行代码不会执行，内存泄漏
}

动态分配数组未正确释放：使用new[]分配数组内存，却用delete而非delete[]释放。

void memoryLeak3() {
    int* arr = new int[10];
    delete arr; // 应该用delete[] arr，否则会内存泄漏
}

使用智能指针避免内存泄漏及原理

std::unique_ptr：
- 避免内存泄漏方式：

void avoidLeak1() {
    std::unique_ptr<int> ptr(new int);
    // 作用域结束时，std::unique_ptr自动调用delete释放内存
}

- **工作原理**：`std::unique_ptr`采用独占所有权模式，它拥有指向对象的唯一指针。当`std::unique_ptr`对象销毁（例如离开作用域）时，其析构函数会自动调用`delete`释放所指向的内存，从而确保不会发生忘记释放内存的情况。对于数组，有`std::unique_ptr<int[]>`，其析构函数会调用`delete[]`。

2. std::shared_ptr： - 避免内存泄漏方式：

void avoidLeak2() {
    std::shared_ptr<int> ptr(new int);
    // 多个std::shared_ptr可指向同一对象，当最后一个指向对象的std::shared_ptr销毁时，内存被释放
}

- **工作原理**：`std::shared_ptr`采用引用计数的方式管理内存。多个`std::shared_ptr`可以指向同一个对象，每个`std::shared_ptr`内部维护一个引用计数。当一个`std::shared_ptr`对象创建时，引用计数加1；当一个`std::shared_ptr`对象销毁时，引用计数减1。当引用计数降为0时，表示没有任何`std::shared_ptr`指向该对象，此时自动调用`delete`释放内存，从而避免了异常抛出等情况下内存未释放的问题。

3. std::weak_ptr（配合std::shared_ptr）： - 避免内存泄漏方式：主要用于解决std::shared_ptr的循环引用问题。例如：

class B;
class A {
public:
    std::shared_ptr<B> ptrB;
};
class B {
public:
    std::weak_ptr<A> ptrA; // 使用std::weak_ptr避免循环引用
};

- **工作原理**：`std::weak_ptr`不增加引用计数，它是对`std::shared_ptr`所管理对象的一种弱引用。当`std::shared_ptr`的引用计数为0并释放对象后，`std::weak_ptr`可以检测到所指向的对象已被释放，避免了因循环引用导致的内存泄漏。通过`lock()`方法，`std::weak_ptr`可以尝试获取一个`std::shared_ptr`，如果对象已被释放，`lock()`将返回一个空的`std::shared_ptr`。

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面试题：C++ 动态内存管理中内存泄漏场景及智能指针解决方法

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面试题答案

可能导致内存泄漏的场景

使用智能指针避免内存泄漏及原理