Bjarne:如何对付内存泄漏?

2008-02-23 05:27:26来源:互联网 阅读 ()

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 写出那些不会导致任何内存泄漏的代码。很明显,当您的代码中到处充满了new 操作、delete操作和指针运算的话,您将会在某个地方搞晕了头,导致内存泄漏,指针引用错误,连同诸如此类的问题。这和您如何小心地对待内存分配工作其实完全没有关系:代码的复杂性最终总是会超过您能够付出的时间和努力。于是随后产生了一些成功的技巧,他们依赖于将内存分配(allocations)和重新分配(deallocation)工作隐藏在易于管理的类型之后。标准容器(standard containers)是个优秀的例子。他们不是通过您而是自己为元素管理内存,从而避免了产生糟糕的结果。想象一下,没有string和vector的帮助,写出这个:

#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’;
}

  您有多少机会在第一次就得到正确的结果?您又怎么知道您没有导致内存泄漏呢?

  注意,没有出现显式的内存管理,宏,造型,溢出检查,显式的长度限制,连同指针。通过使用函数对象和标准算法(standard algorithm),我能够避免使用指针——例如使用迭代子(iterator),但是对于一个这么小的程式来说有点小题大作了。

  这些技巧并不完美,要系统化地使用他们也并不总是那么容易。但是,应用他们产生了惊人的差异,而且通过减少显式的内存分配和重新分配的次数,您甚至能够使余下的例子更加容易被跟踪。早在1981年,我就指出,通过将我必须显式地跟踪的对象的数量从几万个减少到几打,为了使程式正确运行而付出的努力从可怕的苦工,变成了应付一些可管理的对象,甚至更加简单了。

  假如您的程式还没有包含将显式内存管理减少到最小限度的库,那么要让您程式完成和正确运行的话,最快的途径也许就是先建立一个这样的库。

  模板和标准库实现了容器、资源句柄连同诸如此类的东西,更早的使用甚至在多年以前。异常的使用使之更加完善。

  假如您实在不能将内存分配/重新分配的操作隐藏到您需要的对象中时,您能够使用资源句柄(resource handle),以将内存泄漏的可能性降至最低。这里有个例子:我需要通过一个函数,在空闲内存中建立一个对象并返回他。这时候可能忘记释放这个对象。毕竟,我们不能说,仅仅关注当这个指针要被释放的时候,谁将负责去做。使用资源句柄,这里用了标准库中的auto_ptr,使需要为之负责的地方变得明确了。

#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; // 谁该负责释放这个S?
};

auto_ptr<S> g()
{
 return auto_ptr<S>(new S); // 显式传递负责释放这个S
}

int main()
{
 cout << "start main\n";
 S* p = f();
 cout << "after f() before g()\n";
 // S* q = g(); // 将被编译器捕获
 auto_ptr<S> q = g();
 cout << "exit main\n";
 // *p产生了内存泄漏
 // *q被自动释放
}

  在更一般的意义上考虑资源,而不但仅是内存。

  假如在您的环境中不能系统地应用这些技巧(例如,您必须使用别的地方的代码,或您的程式的另一部分简直是原始人类(译注:原文是Neanderthals,尼安德特人,旧石器时代广泛分布在欧洲的猿人)写的,如此等等),那么注意使用一个内存泄漏检测器作为研发过程的一部分,或插入一个垃圾收集器(garbage collector)。



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