C++：内存泄漏

内存泄漏（Memory Leak）是指在计算机程序中，已经动态分配的内存（通常是在堆上分配的内存）由于某种原因未被正确释放，导致这部分内存无法再被程序使用，却又一直占用着系统的内存资源，最终可能会导致系统性能下降甚至崩溃。

产生的原因

1. 忘记释放内存

在使用动态内存分配的语言（如 C、C++）中，如果程序员在使用完动态分配的内存后忘记调用相应的释放函数，就会导致内存泄漏。

• C 语言示例：

#include <stdlib.h>void leak_memory() {// 动态分配内存int *ptr = (int *)malloc(sizeof(int));// 使用ptr...// 忘记调用free(ptr);
}

在这个例子中，malloc函数用于在堆上分配一块内存，但是在函数结束时，没有调用free函数来释放这块内存，就会造成内存泄漏。

• C++ 语言示例：

#include <iostream>void leak_memory() {// 动态分配内存int *ptr = new int;// 使用ptr...// 忘记调用delete ptr;
}

在 C++ 中，使用new操作符分配内存，但是忘记使用delete操作符来释放内存，同样会导致内存泄漏。

2. 逻辑错误导致无法释放内存

程序的逻辑错误可能会导致某些内存无法被正确释放。例如，在一个复杂的数据结构中，由于错误的条件判断或循环控制，使得部分内存的引用丢失，从而无法释放。

• 示例：

#include <iostream>void leak_memory_with_logic_error() {int **arr = new int*[10];for (int i = 0; i < 10; ++i) {arr[i] = new int;}// 假设这里有一个逻辑错误，提前退出了循环for (int i = 0; i < 5; ++i) {delete arr[i];}// 后面的内存没有被释放delete[] arr;
}

在这个例子中，由于逻辑错误，只释放了部分动态分配的内存，导致部分内存泄漏。

3. 异常导致内存未释放

在 C++ 中，如果在使用new分配内存后，在释放内存之前发生了异常，并且没有适当的异常处理机制，也会导致内存泄漏。

• 示例：

#include <iostream>void leak_memory_due_to_exception() {int *ptr = new int;try {// 这里可能会抛出异常throw std::runtime_error("Something went wrong");} catch (const std::exception& e) {std::cerr << e.what() << std::endl;// 异常发生后，ptr指向的内存没有被释放}
}

 内存泄漏的危害

• 系统性能下降：随着内存泄漏的不断积累，系统可用的内存会逐渐减少，导致系统性能下降，程序运行变慢。
• 程序崩溃：当内存泄漏严重到系统没有足够的内存来分配给其他程序或进程时，可能会导致程序崩溃或系统死机。