当使用std::list<std::string>时,我偶然发现了堆栈溢出问题std::string的内存泄漏,其中一个注释说:

不要用那么多new。我看不出你为什么在任何地方都用新的。你可以在c++中通过值创建对象,这是使用该语言的一个巨大优势。您不必分配堆上的所有内容。不要像Java程序员那样思考。

我不太确定他这么说是什么意思。

为什么在c++中应该尽可能多地根据值创建对象,这在内部有什么不同?我误解了答案吗?


当前回答

我想海报的意思是,你不必把所有的东西都分配到堆上,而不是堆栈上。

基本上,对象是在堆栈上分配的(当然,如果对象大小允许的话),因为堆栈分配的成本较低,而不是基于堆的分配,后者涉及分配器的大量工作,并增加了冗长的内容,因为这样您就必须管理分配在堆上的数据。

其他回答

使用new时,对象被分配到堆中。它通常用于预期扩展时。当你声明一个对象,比如,

Class var;

它被放置在堆栈上。

你总是需要对你用new放在堆上的对象调用destroy。这就有可能导致内存泄漏。放在堆栈上的对象不容易发生内存泄漏!

原因很复杂。

首先,c++不进行垃圾收集。因此,对于每一个new,必须有一个对应的delete。如果您没有将此删除,那么您就有内存泄漏。现在,对于这样一个简单的例子:

std::string *someString = new std::string(...);
//Do stuff
delete someString;

这很简单。但是如果“Do stuff”抛出异常会发生什么?哎呀:内存泄漏。如果“做事情”问题提前回归会发生什么?哎呀:内存泄漏。

这是最简单的情况。如果你碰巧将这个字符串返回给某人,现在他们必须删除它。如果他们把它作为参数传递,接收它的人需要删除它吗?什么时候删除?

或者,你可以这样做:

std::string someString(...);
//Do stuff

没有删除。对象是在“堆栈”上创建的,一旦超出作用域就会被销毁。您甚至可以返回对象,从而将其内容传递给调用函数。你可以将对象传递给函数(通常作为引用或const-reference: void SomeFunc(std::string &iCanModifyThis, const std::string &iCantModifyThis)。等等。

全部不需要new和delete。不存在谁拥有内存或谁负责删除它的问题。如果你有:

std::string someString(...);
std::string otherString;
otherString = someString;

可以理解为otherString拥有someString数据的副本。它不是指针;它是一个单独的对象。它们可能碰巧具有相同的内容,但你可以在不影响另一个的情况下更改其中一个:

someString += "More text.";
if(otherString == someString) { /*Will never get here */ }

明白了吗?

核心原因是堆上的对象总是比简单值更难使用和管理。编写易于阅读和维护的代码始终是任何认真的程序员的首要任务。

另一种情况是,我们使用的库提供了值语义,使动态分配变得不必要。Std::string就是一个很好的例子。

然而,对于面向对象的代码,使用指针——这意味着使用new来预先创建指针——是必须的。为了简化资源管理的复杂性,我们有几十种工具使其尽可能简单,比如智能指针。基于对象的范式或泛型范式假设值语义,并需要更少或不需要新的,正如其他地方的海报所述。

传统的设计模式,尤其是GoF书中提到的那些,大量使用new,因为它们是典型的面向对象代码。

我发现有几个重要的原因让我们忽略了尽量少做新事情:

Operator new的执行时间不确定

调用new可能会导致操作系统为进程分配新的物理页,也可能不会。如果你经常这样做,会很慢。或者它可能已经准备好了一个合适的内存位置;我们不知道。如果你的程序需要具有一致且可预测的执行时间(如在实时系统或游戏/物理模拟中),你需要避免在时间关键型循环中添加新的元素。

操作符new是一个隐式线程同步

是的,你听到了。你的操作系统需要确保你的页表是一致的,因此调用new会导致你的线程获得一个隐式互斥锁。如果你一直从许多线程调用new,你实际上是在序列化你的线程(我用32个cpu做过这个,每个cpu都调用new来获得几百个字节,哎呦!那是一个需要调试的皇家p.i.t.a.。)

其余的,比如速度慢、碎片化、容易出错等,其他答案已经提到了。

Pre-C + + 17:

因为即使您将结果包装在智能指针中,它也容易发生细微的泄漏。

考虑一个“小心”的用户,他记得在智能指针中包装对象:

foo(shared_ptr<T1>(new T1()), shared_ptr<T2>(new T2()));

这段代码很危险,因为不能保证在T1或T2之前构造shared_ptr。因此,如果新T1()或新T2()中的一个在另一个成功后失败,那么第一个对象将被泄露,因为不存在shared_ptr来销毁和释放它。

解决方法:使用make_shared。

Post-C + + 17:

这不再是一个问题:c++ 17对这些操作的顺序施加了约束,在这种情况下,确保每次调用new()必须立即构造相应的智能指针,中间没有其他操作。这意味着,在调用第二个new()时,可以保证第一个对象已经被包装在其智能指针中,从而防止在抛出异常时发生任何泄漏。

Barry在另一个回答中提供了关于c++ 17引入的新求值顺序的更详细的解释。

感谢@Remy Lebeau指出这在c++ 17中仍然是一个问题(尽管不是那么严重):shared_ptr构造函数可能无法分配它的控制块和抛出,在这种情况下,传递给它的指针不会被删除。

解决方法:使用make_shared。