【C++】内存分配与释放、内存碎片、内存泄漏、栈溢出

C++内存分配方式 

内存分配方式区别

特性	静态分配	栈分配	堆分配
分配时机	编译期	函数调用时	运行期（new）
释放方式	自动释放	函数结束自动释放	手动delete释放
内存区域	静态存储区	栈	堆（自由存储区）
大小灵活性	固定	固定	动态可调
分配速度	快	极快	较慢（需堆管理）
作用域控制	全局 / 静态局部	函数内局部	程序员显式控制
常见问题	无	栈溢出	内存碎片、泄漏

内存碎片

内存泄漏

• 程序未释放不再使用的内存，导致可用内存逐渐减少
• 常见原因：
  • 忘记调用delete或者free()
  • 异常导致未执行释放代码（new后抛出异常）
  • 循环引用（shared_ptr互相引用）
  • 指针被覆盖：int* p = new int; p = new int;（第一个 new 泄漏）。
• 检查工具：
  • Valgrind（Linux）：通过动态二进制插装检测内存泄漏，支持new/malloc等分配方式
  • Visual Studio 调试工具：利用 “内存诊断” 功能追踪堆分配，定位泄漏位置。
  • VLD ：Windows CRT内存跟踪
• 解决方案：
  • 显式释放动态分配的内存
    • 使用智能指针或容器自动管理资源
    • 配对使用内存分配与释放函数
  • 分配内存后及时初始化，未初始化的内存可能包含垃圾值
    • malloc结合memset函数手动初始化
    • calloc或值初始化（calloc自动初始化为0，new可通过（）初始化
  • 释放结构化元素时优先释放子内存：结构体或类中包含动态内存的指针成员时，直接释放父对象会导致子内存无法访问，从而泄露
    • 在析构函数中集中释放：类对象应在析构函数中释放所有成员管理的资源
    • 自底向上释放：先释放深层嵌套的资源，再释放外层结构

栈溢出