C++ - 内存泄漏：指针（元）信息存储在哪里？答案

【问题标题】：C++ - Memory leaks: where is the pointer (meta) information stored?C++ - 内存泄漏：指针（元）信息存储在哪里？
【发布时间】：2011-07-28 09:25:16
【问题描述】：

这是一个我找不到任何答案的基本问题。

给定下一个代码，会发生内存泄漏：

   int main(){
          A* a = new A();
          // 1
     } 
     //2

假设 a 得到了值 1000。也就是说，堆上的地址 1000 现在被 A 对象占用。在 1 上，a == 1000 和在 2 上 a 超出范围。但是缺少一些信息。

在现实生活中，地址 1000 是内存中一个字节的地址。这个字节没有信息，它存储有价值的信息。

我的问题：

谁保存这些信息？
如何保存这些信息？
哪个组件“知道”指针 a 指向的位置？计算机如何知道 a 指向 sizeof(A) 个字节？

谢谢！

【问题讨论】：

标签： c++ memory memory-leaks

【解决方案1】：

此信息保存在您的程序中，变量a
编译器在编译时知道这一点。运行时只有分配器知道“在这个特定地址sizeof(A) 字节被保留” - 你不能使用该信息，你只是希望将这些字节视为包含A

【讨论】：

【解决方案2】：

语言标准没有说。

我们所知道的是，如果我们执行delete a，内存会再次被释放。

有几个选项，例如从地址为 1000 到 1000+x 的某个内存池中分配 sizeof(a) 的所有内容。或者某人（语言运行时或操作系统）可以在某处保持餐桌。或者别的什么。

【讨论】：

【解决方案3】：

通常 new 和 delete 运算符是在 malloc 和 free 之上实现的，尽管未指定此细节。 malloc 和 free 都指向一个数据结构，该结构跟踪哪些内存区域已分配，哪些未分配，以及每个区域有多大。 Knuth's Art of Computer Programming Vol 1 很好地描述了一些分配器设计。

【讨论】：

【解决方案4】：

内存地址存储在变量a中。
它只是作为一个值保存在堆栈中，就像任何其他局部变量一样。只是一个普通的旧数字，指的是存储 A 对象的内存位置。
编译器知道a的类型是A*。所以它知道a中保存的位置的对象应该是一个A对象。这就是为什么如果您在该位置有其他对象会出现问题。生成的机器代码将就好像一个 A 对象在那里一样，所以如果不存在（也许那里有一个派生类），那么它必须被构建为能够生存它（在派生的情况下是虚拟函数表类）。

一旦本地指针超出范围，它将从堆栈中取出。如果这是指向堆上对象的唯一指针，那么您就失去了删除它的任何方法。这就是你得到内存泄漏的原因。突然之间，您不再知道对象在哪里，因为您丢失了唯一的指针。

【讨论】：