[收藏]C++ Tips(7)--堆内存分配

/*这一系列文章《C++ Tips》是公司Code Committee专家会推荐工程师看的，感觉很好，拿出来与大家共同提高。并不是知道多少会使人与人产生差别，真正的差别在于你能做到多少。

--coofucoo

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在堆上分配内存
可能许多人对内存分配上的“栈 stack”和“堆 heap”还不是很明白。包括一些科班出身的人也不明白这两个概念。简单的来讲，stack上分配的内存系统自动释放， heap上分配的内存，系统不释放，哪怕程序退出，那一块内存还是在那里。stack一般是静态分配内存，heap上一般是动态分配内存。
由malloc系统函数分配的内存就是从堆上分配内存。从堆上分配的内存一定要自己释放。用free释放，不然就是术语——“内存泄露”（或是“内存漏洞”）—— Memory Leak。于是，系统的可分配内存会随malloc越来越少，直到系统崩溃。还是来看看“栈内存”和“堆内存”的差别吧。
栈内存分配：（典型的函数：alloca）

char* AllocStrFromStack()
{
   char pstr[100];
   return pstr;
}
堆内存分配：（典型的函数： malloc）
char* AllocStrFromHeap(int len)
{
   char *pstr;
   if ( len <= 0 ) return NULL;
   return ( char* ) malloc( len );
}

堆内存分配：（典型的函数：malloc）
char* AllocStrFromHeap(int len)
{
   char *pstr;
   if ( len <= 0 ) return NULL;
   return ( char* ) malloc( len );
}

对于第一个函数，那块 pstr的内存在函数返回时就被系统释放了。于是所返回的 char*什么也没有。而对于第二个函数，是从堆上分配内存，所以哪怕是程序退出时，也不释放，所以第二个函数的返回的内存没有问题，可以被使用。但一定要调用 free释放，不然就是 Memory Leak！

对于第一个函数，那块pstr的内存在函数返回时就被系统释放了。于是所返回的char*什么也没有。而对于第二个函数，是从堆上分配内存，所以哪怕是程序退出时，也不释放，所以第二个函数的返回的内存没有问题，可以被使用。但一定要调用free释放，不然就是Memory Leak！

在堆上分配内存很容易造成内存泄漏，这是 C/C++的最大的“克星”，如果你的程序要稳定，那么就不要出现 Memory Leak。
刚好前一段时间有一个 Linux上的服务应用程序，大约有几百的 C文件编译而成，运行测试良好，等使用时，时间一长内存占用率就偏高，搞得许多人焦头烂额，查不出问题所在。出现这种问题就是 MemeryLeak在 做怪了，在 C/C++中这种问题总是会发生，所以你一定要小心。一个 Rational的检测工作—— Purify，可以帮你测试你的程序有没有内存泄漏。我保证，做过许多 C/C++的工程的程序员，都会对 malloc或是 new有些感冒。当你什么时候在使用 malloc和 new时，有一种轻度的紧张和惶恐的感觉时，你就具备了这方面的修养了。

在堆上分配内存很容易造成内存泄漏，这是C/C++的最大的“克星”，如果你的程序要稳定，那么就不要出现Memory Leak。
刚好前一段时间有一个Linux上的服务应用程序，大约有几百的C文件编译而成，运行测试良好，等使用时，时间一长内存占用率就偏高，搞得许多人焦头烂额，查不出问题所在。出现这种问题就是MemeryLeak在做怪了，在C/C++中这种问题总是会发生，所以你一定要小心。一个Rational的检测工作——Purify，可以帮你测试你的程序有没有内存泄漏。我保证，做过许多C/C++的工程的程序员，都会对malloc或是new有些感冒。当你什么时候在使用malloc和new时，有一种轻度的紧张和惶恐的感觉时，你就具备了这方面的修养了。

对于malloc和free的操作有以下规则：
1) 配对使用，有一个 malloc，就应该有一个 free。（ C++中对应为 new和 delete）
2) 尽量在同一层上使用，不要像上面那种， malloc在函数中，而 free在函数外。最好在同一调用层上使用这两个函数。
3) malloc分配的内存一定要初始化。 free后的指针一定要设置为 NULL。
4) 设计自己的内存分配链表，记载已经分配的内存，便于在释放的时候有备可查
注：虽然现在的操作系统（ Linux和 Windows）都有进程内存跟踪机制，也就是如果你有没有释放的内存，操作系统会帮你释放。但操作系统依然不会释放你程序中所有产生了 Memory Leak的内存，所以，最好还是你自己来做这个工作。