C++ 内存泄露
在 C++ 的内存管理中内存泄漏（memory leak）通常是指程序在分配内存后，由于未能正确释放（如忘记调用 free 或 delete），导致这部分内存无法被再次使用。
一、内存分配方式
通常内存分配有以下三种：
- 从静态存储区域分配：内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量、static变量。
- 在栈上创建：在执行函数时。函数中的局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束后，这些存储单元会被自动释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是可分配的内存容量有限。
- 从堆上分配，亦称动态内存分配。在执行函数期间，可以通过
malloc或者new申请所需大小的内存单元，程序员自己负责何时用free或者delete释放掉申请的内存单元。- 动态内存的生存周期由程序员决定，使用非常灵活。但是如果在堆上分配的空间，就有责任回收它，否则运行的程序会出现内存泄漏。
- 此外，频繁的分配和释放不同大小的堆空间，将会产生堆内碎块。
二、程序内存空间
一个程序将操作系统分配给其运行的内存分为五个区域：
- 栈（stack）
- 存储局部变量、函数参数、返回地址等
- 自动管理，函数调用时分配，函数返回时释放
- 栈空间从高地址向低地址增长
- 栈大小有限，过深的递归或者大数组可能导致栈溢出
- 堆区（heap）
- 用于动态分配内存
- 由程序员手动管理，分配和释放灵活但容易导致内存泄漏或碎片。
- 堆空间从低地址向高地址增长。
- 数据段（data segment）
- 初始化数据段：存储已初始化的全局变量和静态变量
- 未初始化数据段（BSS）:存储未初始化的全局变量和静态变量
- 这些变量在程序运行期间一直存在
- 代码段（code segment/text segment）
- 存储程序的机器代码（编译后的指令）
- 只读，不可修改
- 包含函数、控制流等可执行代码
三、内存泄漏原因
- 在类的构造函数和析构函数中，没有匹配的调用new和delete函数
- 在堆里动态分配内存给对象，使用后未及时释放
- 在构造函数中动态分配内存给成员，在析构函数中未正确释放内存
- 没有正确的清除嵌套的对象指针
- 嵌套的对象指针指的是一个对象（或数据结构）中包含指向其他对象的指针
- 没有使用delete[] 释放通过 new[] 动态分配的数组内存
- 缺少拷贝构造函数，导致内存被重复释放
- 按值传递会调用拷贝构造函数，引用传递不会调用。
- 如果一个类里面有指针成员变量，那么必须显式的写拷贝构造函数和重载赋值运算符，反之则需要禁用拷贝构造函数和重载赋值运算符。
- 缺少重载赋值运算符
- 函数的返回值是指针或引用类型，但是指针指向的或引用的对象是局部变量，导致返回值变成野指针。
- 没有将基类的析构函数定义为虚函数
- 当基类指针指向子类对象时，如果基类的析构函数不是虚函数，那么子类的析构函数将不会被调用，子类的资源没有正确是释放，因此造成内存泄露。
- 析构的对象是 void* 类型
- delete掉一个void*类型的指针，导致没有调用到对象的析构函数，析构的所有清理工作都没有去执行从而导致内存的泄漏
四、造成野指针的原因
- 指针变量没有被初始化
- 指针被free或者delete后，没有置为NULL
- 指针操作超过了变量的作用范围，比如返回指向栈内存的指针就是野指针。
- shared_ptr循环使用
五、常见解决办法
- 确保分配与释放配对
- 使用智能指针（C++）自动管理内存，防止泄漏
- shared_ptr（共享的智能指针）
- unique_ptr（独占的智能指针）
- 使用标准库容器（如 std::vector、std::string）代替手动分配的数组，容器会自动管理内存。
六、参考文章
- C++ 内存管理中内存泄漏问题产生原因以及解决方法