C/C++基础之三(指针引起的内存泄露)

注意观察下面的代码，如果new出来的对象忘记被delete释放，是会发生内存泄漏的。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
#include <iostream>

using namespace std;

class Person{
private:
    int age;
public:
    // 构造函数
    Person(){
        cout << "Person()" << endl;
    }
    void print_info(){
        cout << "person_info" << endl;
    }
    //析构函数
    ~Person(){
        cout << "~Person()" << endl;
    }
};

void test_func(){
    Person *p = new Person();
    p->print_info();
    // delete p;
}

int main(){
    test_func();
}
那么如何让使用指针不必有那么大的心智负担了？因为局部变量使用之后，程序会自动帮我调用其析构函数，因此我们要将指针变量的创建修改修改：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
//引入sp,其意为SmartPoint
class sp{
private:
    Person *p;
public:
    sp(){
        p = NULL;
        cout << "sp()" << endl;
    }

    sp(Person *other){
        this->p = other;
        cout << "sp(Person *other)" << endl;
    }

    ~sp(){
        if (p)
        {
           delete p;
        }
        cout << "~sp()" << endl;
    }

    // 对 -> 操作符进行重载
    Person* operator->(){
        return p;
    }

};


void test_func(){
    sp s = new Person();
    s->print_info();
}

输出如下,可以看到我们并没有主动delete,程序就避免了内存泄漏。
1
2
3
4
5
Person()
sp(Person *other)
person_info
~Person()
~sp()
接下来我们继续改进：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
    sp(Person *other){
        this->p = other;
        cout << "sp(Person *other)" << endl;
    }
    // const是不能少的，
    sp(const sp &other){
        this->p = other.p;
        cout << " sp(sp *other)" << endl;
    }

    ~sp(){
        if (p)
        {
           delete p;
        }
        cout << "~sp()" << endl;
    }

    // 对 -> 操作符进行重载
    Person* operator->(){
        return p;
    }

};


void test_func(sp& s1){
    // 会调用拷贝构造函数:sp(const sp &other)
    sp s = s1; // 这是初始化，而不是赋值 ，赋值是:sp s; s = s1;  赋值会调用operator= 操作符函数，初始化会调用拷贝构造函数
    s->print_info();
}

int main(){

    sp s = new Person();
    for(int i=0;i<2;i++){
        test_func(s);
    }

}
输出如下,程序发生了崩溃，因为两次进行delete p;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Person()
sp(Person *other)
 sp(const sp *other)
person_info
~Person()
~sp()
 sp(const sp *other)
person_info
~Person()
没事，遇事不要慌，东西都在后备箱,看我们的破解大法
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
class Person{
private:
    int age;
    int count;
public:
    // 构造函数
    Person(){
        cout << "Person()" << endl;
    }
    //增加引用计数
    void incCount(){
        this->count++;
    }
    //减少引用计数
    void decCount(){
        this->count--;
    }
    // 获取引用计数
    int getCount(){
        return this->count;
    }
    void print_info(){
        cout << "person_info" << endl;
    }
    //析构函数
    ~Person(){
        cout << "~Person()" << endl;
    }
};

//引入sp,其意为SmartPoint
class sp{
private:
    Person *p;
public:
    sp(){
        p = NULL;
        cout << "sp()" << endl;
    }

    sp(Person *other){
        this->p = other;
        this->p->incCount();
        cout << "sp(Person *other)" << endl;
    }
    // const是不能少的，
    sp(const sp &other){
        this->p = other.p;
        this->p->incCount();
        cout << " sp(const sp *other)" << endl;
    }

    ~sp(){
        if (p)
        {
            if (p->getCount()>1)
            {   //存在多个引用
                p->decCount();
            }else{
                delete p;
            }
        }
        cout << "~sp()" << endl;
    }

    // 对 -> 操作符进行重载
    Person* operator->(){
        return p;
    }

};

Person只new了一个，因此也只析构了一次，程序正确：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Person()
sp(Person *other)
 sp(const sp *other)
person_info
~sp()
 sp(const sp *other)
person_info
~sp()
~Person()
~sp()
程序似乎还不够优美，1. 引用计数写在Person里面的 2. 如果换一个类怎么办了？
  1. 引入RefBase基类用于计数
  2. 使用模板类实现任意对象的自定义只能指针

一切尽在不言中，上代码

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
class RefBase{
private:
    int count; //构造对象时不初始化会得到一个无法想象的结果
public:

    RefBase():count(0){
        cout << "RefBase()" << endl;
    }

    void incCount(){
        this->count++;
    }
    void decCount(){
        this->count--;
    }
    int getCount(){
        return this->count;
    }

    virtual ~RefBase(){
        cout << "~RefBase" << endl;
    }

};


class Person : public RefBase{
private:
    int age;

public:
    // 构造函数
    Person(){
        cout << "Person()" << endl;
    }
    void print_info(){
        cout << "person_info" << endl;
    }
    //析构函数
    ~Person(){
        cout << "~Person()" << endl;
    }
};

//引入sp,其意为SmartPoint
template<typename T>
class sp{
private:
    T *p;
public:
    sp(){
        p = NULL;
        cout << "sp()" << endl;
    }

    sp(T *other){
        this->p = other;
        this->p->incCount();
        cout << "sp(Person *other)" << endl;
    }
    // const是不能少的， 拷贝构造函数：sp s2 = s1;  sp s3(s1); 这两种创建对象的方式都会调用拷贝构造函数;  sp s4； s4 = s1; 这种写法只会调用 operator= 操作符函数
    sp(const sp &other){
        this->p = other.p; // 指针的直接拷贝
        this->p->incCount();
        cout << " sp(const sp *other)" << endl;
    }

    ~sp(){
        if (p)
        {
            cout << "value is :" << p->getCount() << endl;
            if (p->getCount()>1)
            {   //存在多个引用
                p->decCount();
            }else{
                delete p;
            }
        }
        cout << "~sp()" << endl;
    }

    // 对 -> 操作符进行重载，返回Person的指针
    T* operator->(){
        return p;
    }

};

template<typename T>
void test_func(sp<T>& s1){
    // 会调用拷贝构造函数:sp(const sp &other)
    sp<T> s = s1; // 这是初始化，而不是赋值 ，赋值是:sp s; s = s1;  赋值会调用operator= 操作符函数，初始化会调用拷贝构造函数
    s->print_info();
}

int main(){
    //只new了一次，
    sp<Person> s = new Person();
    //test_func结束被释放两次？？？
    for(int i=0;i<2;i++){
        test_func(s);
    }

}
输出
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
RefBase
Person()
sp(Person *other)
 sp(const sp *other)
person_info
value is :2
~sp()
 sp(const sp *other)
person_info
value is :2
~sp()
value is :1
~Person()
~RefBase
~sp()

那么到这里是否就结束了呢？No, 并没有，实际上这个代码是线程不安全的。Android源码中就有很好的例子，__sync_fetch_and_add就是确保线程安全。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
inline LightRefBase() : mCount(0) { }
inline void incStrong(__attribute__((unused)) const void* id) const {
    __sync_fetch_and_add(&mCount, 1);
}
inline void decStrong(__attribute__((unused)) const void* id) const {
    if (__sync_fetch_and_sub(&mCount, 1) == 1) {
        delete static_cast<const T*>(this);
    }
}