C++内存管理与常见内存泄漏解决方案

# 2.1 内存分配器和分配策略

### 2.1.1 new和delete操作符

C++ 中最基本的内存分配和释放操作是使用 `new` 和 `delete` 操作符。`new` 操作符用于动态分配内存，并返回指向分配内存块的指针。`delete` 操作符用于释放由 `new` 分配的内存。

int* ptr = new int; // 分配一个 int 型变量的内存
delete ptr; // 释放 ptr 指向的内存

`new` 操作符接受一个类型参数，指定要分配的内存类型。它还可以接受一个可选的初始化器，用于初始化分配的内存。`delete` 操作符只接受一个指针参数，指定要释放的内存块。

### 2.1.2 内存池和智能指针

**内存池**是一种预先分配内存块的机制，可以减少频繁分配和释放内存的开销。内存池中的内存块可以重复使用，从而提高性能。

**智能指针**是一种封装指针的类，可以自动管理内存。智能指针跟踪指向的内存块，并在不需要时自动释放内存。这有助于防止内存泄漏和悬空指针。

# 2. C++ 内存分配与释放机制

### 2.1 内存分配器和分配策略

#### 2.1.1 new 和 delete 操作符

**new 操作符**

* 用于在堆内存中分配指定大小的内存块。
* 返回指向分配内存块的指针。
* 如果分配失败，抛出 `std::bad_alloc` 异常。

**delete 操作符**

* 用于释放由 `new` 分配的内存块。
* 接受指向要释放内存块的指针。
* 如果指针为 `nullptr`，则不执行任何操作。

**代码示例：**

int* ptr = new int;  // 分配一个整数
delete ptr;  // 释放分配的内存

**参数说明：**

* `new` 操作符：分配指定大小的内存块，大小由类型 `T` 决定。
* `delete` 操作符：释放由 `new` 分配的内存块，指针类型为 `T*`。

#### 2.1.2 内存池和智能指针

**内存池**

* 预先分配一组内存块，并按需分配和释放。
* 减少了频繁分配和释放内存的开销。
* 适用于需要频繁分配和释放小内存块的场景。

**智能指针**

* 封装了指向堆内存的指针。
* 自动管理内存的分配和释放。
* 避免了手动管理内存带来的错误。

**代码示例：**

std::shared_ptr<int> ptr = std::make_shared<int>();  // 使用智能指针分配内存
ptr.reset();  // 释放智能指针指向的内存

**参数说明：**

* `std::make_shared<T>()`：分配一个指向类型 `T` 的智能指针。
* `ptr.reset()`：释放智能指针指向的内存，并使智能指针为 `nullptr`。

### 2.2 内存释放和垃圾回收

#### 2.2.1 析构函数和虚函数表

**析构函数**

* 在对象销毁时自动调用的特殊成员函数。
* 用于释放对象占用的资源，包括堆内存。

**虚函数表**

* 指向对象虚函数的指针表。
* 存储了对象的虚函数地址，用于动态绑定。
* 析构函数的地址也存储在虚函数表中。

**代码示例：**

class Base {
public:
    virtual ~Base() {}  // 虚析构函数
};

class Derived : public Base {
public:
    ~Derived() override {}  // 覆盖析构函数
};

int main() {
    Base* base = new Derived();
    delete base;  // 调用 Derived 的析构函数
    return 0;
}

**参数说明：**

* `virtual ~Base() {}`：声明基类的虚析构函数。
* `~Derived() override {}`