C++避免内存泄漏方法汇总

在 C++ 中避免内存泄漏需要结合良好的编程习惯、现代语言特性（如智能指针）和工具辅助。以下是关键方法和实践指南：

1. 优先使用智能指针（Modern C++ 的核心工具）

智能指针类型

std::unique_ptr
独占所有权，离开作用域时自动释放内存，不可复制但可移动。
```
std::unique_ptr<int> ptr = std::make_unique<int>(42);
```
std::shared_ptr
共享所有权，通过引用计数管理内存，适合多对象共享同一资源。
```
std::shared_ptr<int> ptr = std::make_shared<int>(42);
```
std::weak_ptr
配合 shared_ptr 使用，解决循环引用问题（如双向链表或观察者模式）。
```
std::weak_ptr<int> weakPtr = sharedPtr;
```

核心优势

自动释放：无需手动 delete，避免遗漏。
所有权明确：unique_ptr 明确资源归属，shared_ptr 自动管理共享资源。

2. 遵循 RAII 原则（资源获取即初始化）

将资源（内存、文件句柄、网络连接等）的生命周期绑定到对象的作用域，通过构造函数获取资源，析构函数释放资源。
示例：文件操作

class FileHandler {
public:
    FileHandler(const std::string& path) { file = fopen(path.c_str(), "r"); }
    ~FileHandler() { if (file) fclose(file); }
private:
    FILE* file;
};

// 使用：离开作用域自动关闭文件
{
    FileHandler fh("data.txt");
    // 操作文件...
} // 自动调用析构函数关闭文件

3. 避免裸指针（Raw Pointers）

仅在必要时使用 new/delete：优先用容器（如 std::vector）或智能指针替代。
确保成对调用：若必须用裸指针，确保每个 new 都有对应的 delete，并在异常安全场景中使用 try-catch 或智能指针包装。

4. 正确实现拷贝构造函数和赋值操作符

若类管理动态内存，需实现深拷贝或禁用拷贝（避免浅拷贝导致重复释放）。
示例：禁用拷贝

class MyClass {
public:
    MyClass() = default;
    MyClass(const MyClass&) = delete;            // 禁用拷贝构造
    MyClass& operator=(const MyClass&) = delete; // 禁用赋值操作
};

5. 使用容器替代手动数组管理

标准库容器（如 std::vector、std::string）自动管理内存，避免手动 new[]/delete[]。

std::vector<int> data{1, 2, 3}; // 无需手动管理内存

6. 使用内存检测工具

工具示例

Valgrind（Linux/Mac）：检测内存泄漏、非法访问等问题。
```
valgrind --leak-check=full ./your_program
```
AddressSanitizer（GCC/Clang）：编译时插桩检测内存问题。
```
g++ -fsanitize=address -g your_code.cpp
```
Visual Studio 诊断工具：Windows 下可视化检测内存泄漏。

7. 其他关键实践

避免循环引用

使用 weak_ptr 打破 shared_ptr 的循环引用：

class B;
class A {
public:
    std::shared_ptr<B> b_ptr;
    ~A() { std::cout << "A destroyed\n"; }
};

class B {
public:
    std::weak_ptr<A> a_weak_ptr; // 用 weak_ptr 替代 shared_ptr
    ~B() { std::cout << "B destroyed\n"; }
};

虚析构函数

若类可能被继承，基类析构函数应声明为 virtual：

class Base {
public:
    virtual ~Base() = default; // 确保正确释放派生类资源
};

避免返回裸指针

函数返回资源时优先返回智能指针或容器：

std::unique_ptr<int> createResource() {
    return std::make_unique<int>(100);
}

总结

核心原则：用智能指针替代裸指针，遵循 RAII，优先使用标准库容器。
关键工具：Valgrind、AddressSanitizer、静态代码分析工具。
常见陷阱：循环引用、浅拷贝、未定义析构顺序。

通过结合现代 C++ 特性和严格编码规范，可从根本上消除内存泄漏风险。