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

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。

其他回答

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。

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.

我倾向于不同意使用new“too much”的观点。尽管最初的海报使用new with system classes有点可笑。(int *我;I = new int[9999];?真的吗?int [9999];这样就清楚多了。)我想这就是让评论者生气的地方。

When you're working with system objects, it's very rare that you'd need more than one reference to the exact same object. As long as the value is the same, that's all that matters. And system objects don't typically take up much space in memory. (one byte per character, in a string). And if they do, the libraries should be designed to take that memory management into account (if they're written well). In these cases, (all but one or two of the news in his code), new is practically pointless and only serves to introduce confusions and potential for bugs.

When you're working with your own classes/objects, however (e.g. the original poster's Line class), then you have to begin thinking about the issues like memory footprint, persistence of data, etc. yourself. At this point, allowing multiple references to the same value is invaluable - it allows for constructs like linked lists, dictionaries, and graphs, where multiple variables need to not only have the same value, but reference the exact same object in memory. However, the Line class doesn't have any of those requirements. So the original poster's code actually has absolutely no needs for new.

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。

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。