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什么是内存泄露，如何检测与避免

内存泄露

一般我们常说的内存泄漏是指堆内存的泄漏。堆内存是指程序从堆中分配的，大小任意的(内存块的大小可以在程序运行期决定)内存块，使用完后必须显式释放的内存。应用程序般使用malloc,、realloc、 new等函数从堆中分配到块内存，使用完后，程序必须负责相应的调用free或delete释放该内存块，否则，这块内存就不能被再次使用，我们就说这块内存泄漏了。

简单地说就是申请了一块内存空间，使用完毕后没有释放掉。 它的一般表现方式是程序运行时间越长，占用内存越多，最终用尽全部内存，整个系统崩溃。由程序申请的一块内存，且没有任何一个指针指向它，那么这块内存就泄露了。

常见的内存泄露方式

• 未配对

char *pt = (char *)malloc(10); //堆上申请空间，未配对free(pt)

• 丢失地址

char *pt= (char *)malloc(10); 	
pt= (char *)malloc(20); 	//覆盖了指针，导致前面10个空间的地址丢失。

• 未分级释放

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
struct birth
{
   int year;
   int month;
   int day;
};

struct student
{
   char is_male;
   char *name;
   struct birth * bi;
};

int main()
{
   struct student *pt;
   pt= (struct student *)malloc(sizeof(struct student)); //堆上申请空间

   pt->is_male =1;
   pt->name ="wangwei";
   pt->bi = (struct birth *)malloc(sizeof(struct birth)); //堆上申请空间
   pt->bi->year =2000;
   pt->bi->month =3;  
   pt->bi->day =2;  

   printf("%s %d \n",pt->name,pt->bi->day);

   //逐级释放空间，避免内存泄漏
   //pt->name 是字符串常量 不用释放 
   if(pt->bi!=NULL){ 
      free(pt->bi); //先释放子空间
      pt->bi=NULL;
   }
   free(pt); //后释放父空间
   pt =NULL; //避免野指针 (操作已释放的空间)

   return 0;
}

避免内存泄露的几种方式

• 显式释放内存：程序在使用动态分配的内存时，应该及时使用free函数将不再需要的内存释放掉。需要注意的是，释放的内存必须是程序动态分配的内存，而不是栈空间中的局部变量。有new就有delete，有malloc就有free，保证它们一定成对出现
• 避免重复分配内存：程序在使用动态分配的内存时，应该避免重复分配内存，特别是在循环中。如果需要多次分配内存，可以使用realloc函数重新调整内存块的大小，以减少内存碎片的产生。
• 使用智能指针：智能指针是一种自动管理内存的工具，可以避免手动释放内存的繁琐操作。智能指针会在对象不再被使用时自动释放内存，并且可以避免内存泄漏和悬空指针等问题。
• 计数法：使用new或者malloc时，让该数+1，delete或free时，该数-1，程序执行完打印这个计数，如果不为0则表示存在内存泄露
• 一定要将基类的析构函数声明为虚函数
• 对象数组的释放一定要用delete []
• 使用内存检测工具：内存检测工具可以帮助程序员检测内存泄漏和内存访问越界等问题，提高程序的健壮性和可靠性。常见的内存检测工具包括Valgrind、AddressSanitizer等。

检测工具

• Valgrind：是一款免费的内存检测工具，可以检测内存泄漏、内存访问越界、使用未初始化的内存等问题。Valgrind可以运行在Linux、Mac OS X等操作系统上，并且支持多种编程语言，包括C、C++、Java等。
• AddressSanitizer：是一款由Google开发的内存检测工具，可以检测内存泄漏、内存访问越界等问题。AddressSanitizer可以在编译时加入编译选项，支持多种编程语言，包括C、C++、Rust等。
• Electric Fence：是一款免费的内存检测工具，可以检测内存泄漏、内存访问越界等问题。Electric Fence使用了一种内存保护技术，会将分配的内存区域的前后加上一个特殊的标记，当程序访问这些标记时就会触发异常，从而帮助程序员及时发现内存问题。
• Purify：是一款商业的内存检测工具，可以检测内存泄漏、内存访问越界等问题。Purify支持多种编程语言，包括C、C++、Java等，并且可以运行在多个操作系统上，包括Linux、Windows、AIX等。

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