malloc、struct、std::string 和 free 可能存在内存泄漏答案

【问题标题】：Possible memory leak with malloc, struct, std::string, and freemalloc、struct、std::string 和 free 可能存在内存泄漏
【发布时间】：2011-11-28 10:15:11
【问题描述】：

我有类似以下的情况，我不确定结构的 std::string 元素是否泄漏内存，或者这是否正常。调用free(v)时，这两个std::strings分配的内存是否被删除？

struct MyData
{
    std::string s1;
    std::string s2;
};

void* v = malloc(sizeof(MyData));

...

MyData* d = static_cast<MyData*>(v);
d->s1 = "asdf";
d->s2 = "1234";

...

free(v);

泄漏与否？

我使用 void-pointer 是因为我有另一个高级结构，它由一个枚举和一个 void-pointer 组成。根据枚举变量的值，void* 将指向不同的数据结构。

例子：

enum-field has EnumValue01 => void-pointer 将指向一个 malloc 的 MyData01 结构

枚举字段有 EnumValue02 => void-pointer 将指向一个 malloc 的 MyData02 结构

当然，我们非常感谢您对不同方法的建议。

【问题讨论】：

看起来你正在以某种方式重新发明多态性。您知道 C++ 中可用的所有现代编程技术吗？您使用malloc/free 表明您没有。
不同的数据结构没有任何共同点。所以我想到了使用枚举和void*创建一个空的纯虚拟基类并让所有数据结构继承该基类会更好吗？
如果不知道你的具体情况就无法真正判断，但是如果这些结构要存储在同一个上层结构中，它们确实有一些共同点 ;)

标签： c++ memory-management stl memory-leaks

【解决方案1】：

您不应该在 C++ 程序中使用 malloc() 和 free()；它们不支持构造函数/析构函数。

使用new 和delete 运算符。

【讨论】：

【解决方案2】：

这是未定义的行为 - malloc() 分配的内存未初始化，因此将其用作包含 string 对象的结构可能会导致任何事情；我预计会崩溃。由于在调用free() 之前没有人调用析构函数，string 对象不会被销毁，它们的缓冲区几乎肯定会泄漏。

【讨论】：

不能用placement new操作符在新分配的*d中初始化s1和s2吗？
@Alex：是的，你可以，但你必须自己处理可能的例外情况。
@Alex 您可以使用placement new 在malloc'd 内存中构造MyData。在这种情况下，您还需要在free内存之前显式调用~MyData()。

【解决方案3】：

确实有泄漏。 free 不会调用 MyData 析构函数（毕竟它是一个 C 函数，对 C++ 的东西一无所知）。要么你应该使用 new/delete 而不是 malloc/free：


MyData* d = new MyData;
d->s1 = "asdf";
d->s2 = "1234";
delete d;

或者自己调用析构函数：


void* v = malloc(sizeof(MyData));
MyData* d = new (v) MyData; // use placement new instead of static_cast
d->s1 = "asdf";
d->s2 = "1234";
...
d->~MyData();
free(v);

正如 sharptooth 所指出的，如果没有初始化，您不能直接将 malloc 分配的内存用作 MyData 结构，因此您也必须自己做。要使用已分配的内存初始化 MyData，您需要使用placement new（参见上面的代码）。

【讨论】：

你也应该调用构造函数：::new (v) MyData; with using #include <new>
但是MyData 是一个结构，不是一个类，它没有析构函数。
@Naszta：是的，谢谢，已经解决了这个问题。复制/粘贴确实容易出错。
@wormsparty: struct MyData {}; = class MyData { public: }; Struct 是一个类，默认继承是公共的而不是私有的。
@wormsparty：结构和类在 C++ 中是一样的（除了这里不相关的默认可见性），所以它们确实有构造函数和析构函数。

【解决方案4】：

是的，因为没有调用构造函数和析构函数。使用new 和delete。

【讨论】：

字符串的构造函数被调用，因为它们都被分配了。
@wormsparty 不，他们不是。 malloc 只是分配内存，没有调用构造函数。这就是new 的用途。
@wormsparty：如果使用malloc，则不调用构造函数，因此不调用字符串类构造函数，因此结果未定义。

【解决方案5】：

即使您设法正确初始化 s1 和 s2，简单地执行 free(d) 也不会回收为 s1 和 s2 动态分配的任何内存。您应该真正通过 new 创建 *d 并通过 delete 销毁，这将确保正确销毁 s1 和 s2（以及初始化）。

【讨论】：

【解决方案6】：

是的，您可能正在泄漏，并且您的字符串也没有正确构造。程序的行为是未定义的，这意味着一切都会出错。

最接近你正在做的事情的有效方法是placement new。不过，最好使用一些通用的基类和适当的 C++ 多态性。

如果可能的类型不相关，您可以使用Boost.Any 或Boost.Variant。

【讨论】：