C++内存管理：new/delete与内存泄漏实战

一、上期回顾

掌握函数模板、类模板、泛型编程、模板特化，理解了 STL 容器能适配任意类型的底层原因。今天攻坚C++ 内存管理，搞定 new/delete、内存分区、野指针、内存泄漏四大核心痛点。

二、C/C++ 程序内存五大分区

程序运行时内存划分为 5 块，面试必背：

1. 栈区：局部变量、函数形参、栈对象；自动分配自动释放
2. 堆区：new/malloc 开辟的空间；手动申请手动释放
3. 全局 / 静态区：全局变量、static 静态变量；程序全程存在
4. 常量区：字符串常量、const 全局常量；只读不可修改
5. 代码区：存放二进制程序指令，只读

三、malloc/free 与 new/delete 核心区别

1. C 语言 malloc/free

• 只分配原始内存，不调用构造、析构函数
• 需要强转类型、手动计算字节大小
• 不会初始化内存

int* p = (int*)malloc(sizeof(int)); free(p);

2. C++ new/delete

• 分配内存 + 自动调用构造函数
• 释放内存 + 自动调用析构函数
• 无需计算大小、无需强转
• 支持数组形式 new [] /delete []

int* p = new int; delete p; // 数组开辟 int* arr = new int[5]; delete[] arr;

核心区别总结

1. new 自动调用构造，malloc 只开空间
2. new 无需强转、自动计算大小
3. delete 自动调用析构，free 直接回收内存
4. 数组必须配对new[]和delete[]

四、new 的三种使用形式

// 1. 普通开辟单个变量 int* p1 = new int; // 2. 开辟并初始化 int* p2 = new int(100); // 3. 开辟数组 int* p3 = new int[5];

五、内存泄漏成因与规避

什么是内存泄漏

堆空间用new申请后，没有 delete 释放，程序不退出内存一直占用。

常见泄漏场景

1. 函数内 new，没有返回也没有释放
2. 指针重新赋值，旧地址丢失无法释放
3. 类中堆成员，析构函数没写 delete

避坑原则

谁申请，谁释放；成对使用 new/delete

六、野指针成因与危害

野指针定义

指向非法未知内存的指针，没有有效指向。

产生原因

1. 指针未初始化，随机地址
2. 指针指向栈变量，变量销毁后指针悬空
3. 内存释放后，未把指针置空

规避方法

1. 定义指针初始化为nullptr
2. 释放内存后立刻置空
3. 不访问悬空指针

// 规范写法 int* p = new int; delete p; p = nullptr; // 置空，避免野指针

七、内存经典错误示范

错误 1：重复释放

int* p = new int; delete p; delete p; // 崩溃，重复释放

错误 2：数组不匹配 delete []

int* arr = new int[5]; delete arr; // 错误，必须 delete[]

错误 3：野指针访问

int* p; *p = 10; // 未初始化，野指针崩溃

八、构造析构与 new/delete 联动演示

#include <iostream> using namespace std; class Test { public: Test(){cout << "构造函数调用" << endl;} ~Test(){cout << "析构函数调用" << endl;} }; int main() { // 栈对象：自动构造、自动析构 Test t1; // 堆对象：new触发构造，delete触发析构 Test* t2 = new Test; delete t2; return 0; }

运行结果：

构造函数调用 构造函数调用 析构函数调用 析构函数调用

九、今日核心总结

1. 内存五分区：栈、堆、全局静态、常量、代码区
2. new/delete 比 malloc/free 多了构造析构调用
3. 数组必须严格配对new[]和delete[]
4. 内存泄漏：new 不 delete；野指针：未初始化 / 悬空指针
5. 开发规范：指针初始化为空、释放后置空、成对申请释放

十、课后练习

1. 用 new 开辟单个 int 并初始化，delete 释放
2. 尝试不 delete 观察内存泄漏逻辑
3. 定义未初始化指针，理解野指针危害