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
许多答案都涉及到各种性能考虑因素。我想解决让OP困惑的评论:
不要像Java程序员那样思考。
事实上,在Java中,正如这个问题的答案所解释的那样,
第一次显式创建对象时使用new关键字。
但在c++中,类型为T的对象是这样创建的:T{}(或T{ctor_argument1,ctor_arg2}对于带参数的构造函数)。这就是为什么通常你没有理由想要使用new。
那么,为什么要用它呢?有两个原因:
您需要创建许多值,这些值的数量在编译时是未知的。 由于c++实现在普通机器上的限制-通过分配太多空间来防止堆栈溢出,以常规方式创建值。
现在,除了你引用的评论暗示的内容之外,你应该注意到,即使是上面的两种情况也已经涵盖得很好了,而不必“求助”使用新的自己:
您可以使用来自标准库的容器类型,它们可以保存运行时可变数量的元素(如std::vector)。 您可以使用智能指针,它为您提供一个类似于new的指针,但确保在“指针”超出作用域的地方释放内存。
因此,在c++社区编码指南中,避免显式的new和delete是一个正式的条款:指南R.11。
其他回答
有两种广泛使用的内存分配技术:自动分配和动态分配。通常,每个对象都有相应的内存区域:堆栈和堆。
堆栈
堆栈总是按顺序分配内存。它可以这样做,因为它要求您以相反的顺序释放内存(先入,后出:FILO)。这是许多编程语言中局部变量的内存分配技术。它非常非常快,因为它需要最少的簿记,并且下一个要分配的地址是隐式的。
在c++中,这被称为自动存储,因为存储是在作用域结束时自动声明的。一旦当前代码块(使用{}分隔)的执行完成,该代码块中所有变量的内存将被自动收集。这也是调用析构函数来清理资源的时刻。
Heap
堆支持更灵活的内存分配模式。记账更复杂,分配更慢。因为没有隐式释放点,你必须手动释放内存,使用delete或delete[] (C中的free)。然而,没有隐式释放点是堆灵活性的关键。
使用动态分配的原因
即使使用堆速度较慢,并可能导致内存泄漏或内存碎片,动态分配也有很好的用例,因为它的限制较少。
使用动态分配的两个关键原因:
You don't know how much memory you need at compile time. For instance, when reading a text file into a string, you usually don't know what size the file has, so you can't decide how much memory to allocate until you run the program. You want to allocate memory which will persist after leaving the current block. For instance, you may want to write a function string readfile(string path) that returns the contents of a file. In this case, even if the stack could hold the entire file contents, you could not return from a function and keep the allocated memory block.
为什么动态分配往往是不必要的
在c++中,有一个简洁的构造叫做析构函数。这种机制允许您通过将资源的生命周期与变量的生命周期对齐来管理资源。这种技术被称为RAII,是c++的特点。它将资源“包装”到对象中。Std::string就是一个很好的例子。这个代码片段:
int main ( int argc, char* argv[] )
{
std::string program(argv[0]);
}
实际上分配的内存是可变的。string对象使用堆分配内存,并在析构函数中释放内存。在这种情况下,您不需要手动管理任何资源,仍然可以获得动态内存分配的好处。
特别地,它在这段代码中暗示:
int main ( int argc, char* argv[] )
{
std::string * program = new std::string(argv[0]); // Bad!
delete program;
}
存在不需要的动态内存分配。该程序需要更多的输入(!),并引入了忘记释放内存的风险。这样做没有明显的好处。
为什么你应该尽可能多地使用自动存储
基本上,最后一段总结了一下。尽可能多地使用自动存储会使你的程序:
打字更快; 跑起来更快; 不容易发生内存/资源泄漏。
加分
在引用的问题中,还有其他的关注点。特别是下面的类:
class Line {
public:
Line();
~Line();
std::string* mString;
};
Line::Line() {
mString = new std::string("foo_bar");
}
Line::~Line() {
delete mString;
}
实际上比下面这个更有风险:
class Line {
public:
Line();
std::string mString;
};
Line::Line() {
mString = "foo_bar";
// note: there is a cleaner way to write this.
}
原因是std::string正确地定义了一个复制构造函数。考虑下面的程序:
int main ()
{
Line l1;
Line l2 = l1;
}
使用原始版本,这个程序可能会崩溃,因为它对同一个字符串使用了两次delete。使用修改后的版本,每个Line实例将拥有自己的字符串实例,每个实例都有自己的内存,并且都将在程序结束时释放。
其他的笔记
由于上述原因,RAII的广泛使用被认为是c++中的最佳实践。然而,还有一个不太明显的额外好处。基本上,它比各个部分的和要好。整个机构组成。这尺度。
如果你使用Line类作为构建块:
class Table
{
Line borders[4];
};
Then
int main ()
{
Table table;
}
分配四个std::string实例,四个Line实例,一个Table实例和所有字符串的内容,所有的东西都会自动释放。
New()不应该尽可能少地使用。应该尽可能小心地使用它。而且,它应该在实用主义的要求下,在必要时经常使用。
对象在堆栈上的分配依赖于它们的隐式销毁,这是一个简单的模型。如果对象所需的作用域符合该模型,则不需要使用new(),以及相关的delete()和NULL指针检查。 在你有很多短期对象的情况下,在堆栈上分配应该可以减少堆碎片的问题。
但是,如果对象的生命周期需要扩展到当前范围之外,那么new()是正确的答案。只要确保您注意何时以及如何调用delete()以及NULL指针的可能性,使用已删除对象以及使用指针所带来的所有其他问题。
新就是新目标。
Recall why goto is so reviled: while it is a powerful, low-level tool for flow control, people often used it in unnecessarily complicated ways that made code difficult to follow. Furthermore, the most useful and easiest to read patterns were encoded in structured programming statements (e.g. for or while); the ultimate effect is that the code where goto is the appropriate way to is rather rare, if you are tempted to write goto, you're probably doing things badly (unless you really know what you're doing).
New也类似——它经常被用来使事情变得不必要的复杂和难以阅读,最有用的使用模式可以被编码到各种各样的类中。此外,如果您需要使用任何新的使用模式,而这些模式还没有标准类,您可以编写自己的类来编码它们!
我甚至认为new比goto更糟糕,因为需要对new和delete语句进行配对。
像goto一样,如果您认为需要使用new,那么您可能做得很糟糕——特别是如果您在一个类的实现之外这样做,这个类的目的是封装您需要做的任何动态分配。
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。
C++ doesn't employ any memory manager by its own. Other languages like C# and Java have a garbage collector to handle the memory C++ implementations typically use operating system routines to allocate the memory and too much new/delete could fragment the available memory With any application, if the memory is frequently being used it's advisable to preallocate it and release when not required. Improper memory management could lead memory leaks and it's really hard to track. So using stack objects within the scope of function is a proven technique The downside of using stack objects are, it creates multiple copies of objects on returning, passing to functions, etc. However, smart compilers are well aware of these situations and they've been optimized well for performance It's really tedious in C++ if the memory being allocated and released in two different places. The responsibility for release is always a question and mostly we rely on some commonly accessible pointers, stack objects (maximum possible) and techniques like auto_ptr (RAII objects) The best thing is that, you've control over the memory and the worst thing is that you will not have any control over the memory if we employ an improper memory management for the application. The crashes caused due to memory corruptions are the nastiest and hard to trace.