为什么在这个C程序中存在内存泄漏，以及在给定的限制条件下如何解决它？

Question

这是我在真实代码中遇到的问题的最小工作示例。

#include <iostream>

namespace Test1 {
    static const std::string MSG1="Something really big message";
}

struct Person{
    std::string name;
};

int main() {
    auto p = (Person*)malloc(sizeof(Person));
    p = new(p)Person();
    p->name=Test1::MSG1;

    std::cout << "name: "<< p->name << std::endl;
    
    free(p);
    
    std::cout << "done" << std::endl;

    return 0;
}

当我编译它并通过valgrind运行它时，它给我这个错误:< code >绝对丢失:1个块中有31个字节

< li >在上面的示例中，我必须使用< code>malloc,因为在我的真实代码中，我在我的C项目中使用C库，它在内部使用这个< code>malloc。所以我无法摆脱< code>malloc用法，因为我没有在代码中的任何地方显式地使用它。 < li >我需要在代码中反复重新分配< code>Person的< code>std::string name。

Answer 1

正如在其他回答中提到的，泄漏的来源是没有调用< code>Person的< code>name成员的析构函数。当调用< code>Person的析构函数时，通常会隐式调用它。但是，< code>Person永远不会被析构。< code>Person实例的内存只是通过< code>free来释放。

因此，正如您必须在malloc之后显式调用带有位置new的构造函数一样，您也需要在释放之前显式调用析构函数。

您还可以考虑重载新建和删除运算符。

struct Person {
    std::string name;
    void * operator new (std::size_t) { return std::malloc(sizeof(Person)); }
    void operator delete (void *p) { std::free(p); }
};

这样，您可以正常使用new和delete，而在下面它们将使用malloc和free。

int main (void) {
    auto p = new Person;
    //... 
    delete p;
}

这样，您可以更自然地使用智能指针。

int main (void) {
    auto p = std:make_unique<Person>();
    //... unique pointer will delete automatically
}

当然，您可以将unique_ptr与自定义删除器一起使用，并显式调用malloc和free，但这会更加麻烦，并且您的删除器仍然需要知道显式调用析构函数。

Answer 2

您必须在 free（p） 之前手动调用析构函数;：

p->~Person();

或者< code>std::destroy_at(p)，这是一回事。

Answer 3

代码的重要部分一行一行。。。

为一个人对象分配内存:

auto p = (Person*)malloc(sizeof(Person));

通过调用其构造函数在已分配的内存中构造一个 Person 对象：

p = new(p)Person();

释放通过 malloc 分配的内存：

free(p);

通过放置new调用构造函数将创建一个std:：string。该字符串将在析构函数中被销毁，但从未调用析构函数free不调用析构函数（就像malloc不会调用构造函数一样）。

< code>malloc只分配内存。Placement new只在已经分配的内存中构造对象。因此，您需要在调用< code>free之前调用析构函数。这是我所知道的唯一一种正确且有必要显式调用析构函数的情况:

auto p = (Person*)malloc(sizeof(Person));
p = new(p)Person();
p->~Person();
free(p);