C++内存泄漏场景 常见案例与分析

C++内存泄漏主因是动态内存未释放，常见场景包括：1. new后未delete；2. new[]未用delete[]；3. 异常导致delete被跳过；4. 指针丢失；5. 类析构函数未释放成员；6. shared_ptr循环引用；7. 资源未关闭。应使用智能指针、RaiI和检测工具防范。

C++内存泄漏通常发生在动态分配的内存没有被正确释放的情况下。由于C++不提供自动垃圾回收机制，开发者必须手动管理内存，稍有疏忽就可能导致泄漏。以下是几种常见的内存泄漏场景及其分析，帮助识别和避免这类问题。

1. new 之后未 delete

这是最基础也最常见的内存泄漏场景。

使用 new 分配内存后，若未在适当位置调用 delete，内存将一直被占用。

示例：

 void leakExample() {     int* ptr = new int(10);     // 忘记 delete ptr; } 

每次调用该函数都会泄漏一个 int 大小的内存。解决方法是在使用完后显式释放：

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delete ptr;

2. 数组使用 new[] 但未用 delete[]

使用 new[] 分配数组时，必须用 delete[] 释放，否则行为未定义，且可能造成资源泄漏。

示例：

 void arrayLeak() {     char* buffer = new char[100];     // delete buffer;  // 错误：应使用 delete[] } 

正确做法是：

delete[] buffer;

混用 delete 和 delete[] 可能导致析构不完整或内存管理器损坏。

3. 异常导致的提前退出

在分配内存后，如果发生异常，程序可能跳过 delete 语句。

示例：

 void exceptionLeak() {     Resource* res = new Resource();     res->initialize(); // 可能抛出异常     delete res; } 

若 initialize() 抛出异常，delete res 不会被执行。

解决方案是使用 RAII（Resource Acquisition Is Initialization）技术，例如智能指针：

 void safeException() {     std::unique_ptr<Resource> res = std::make_unique<Resource>();     res->initialize(); // 异常发生时，unique_ptr 自动释放资源 } 

4. 指针被覆盖或丢失

当指向动态内存的指针被重新赋值或作用域结束而未释放，内存将无法访问，造成泄漏。

示例：

 void lostPointer() {     int* ptr = new int(5);     ptr = new int(10); // 原内存地址丢失，泄漏第一个 int } 

第一次分配的内存没有被释放就被覆盖。应先释放再重新分配：

 int* ptr = new int(5); delete ptr; ptr = new int(10); 

5. 忘记释放类中的动态成员

类中使用指针成员时，若未在析构函数中释放，会造成实例销毁时内存泄漏。

示例：

 class Data {     int* buffer; public:     Data() { buffer = new int[100]; }     ~Data() { /* 未释放 buffer */ } }; 

每次创建 Data 对象都会泄漏 100 个 int 的内存。应补充析构函数：

~Data() { delete[] buffer; }

同时注意遵循“三法则”或“五法则”，正确实现拷贝构造、赋值操作等。

6. 循环引用导致智能指针无法释放

使用 std::shared_ptr 时，若出现循环引用，引用计数永不归零，内存无法释放。

示例：

 struct Node {     std::shared_ptr<Node> parent;     std::shared_ptr<Node> child; }; // A -> B, B -> A，形成循环，无法释放 

应使用 std::weak_ptr 打破循环：

将 parent 或 child 中的一个改为 std::weak_ptr，避免计数循环。

7. 未关闭文件句柄或资源（广义泄漏）

虽然不是传统意义上的内存泄漏，但未释放文件、套接字等系统资源，也会导致资源耗尽。

应使用 RAII 包装资源，如 std::fstream 自动关闭文件，或自定义析构函数释放资源。

基本上就这些常见场景。关键是养成使用智能指针、RAII 和异常安全编程的习惯，配合工具如 Valgrind、AddressSanitizer 检测泄漏，能大幅降低风险。