c++如何实现一个简单的内存泄漏检测器_c++重载new与delete操作符-C++-PHP中文网

c++如何实现一个简单的内存泄漏检测器_c++重载new与delete操作符

冰火之心

发布： 2025-11-30 12:04:02

原创

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通过重载new/delete并记录分配信息，可实现内存泄漏检测：定义结构体存储大小、文件、行号，用map跟踪分配；重载new/delete操作符插入记录，程序结束时打印未释放内存。示例中未释放p1导致报告泄漏，输出地址、大小及位置信息。该方法仅适用于单线程调试，存在性能开销，不替代专业工具。

c++如何实现一个简单的内存泄漏检测器_c++重载new与delete操作符

在C++中，内存泄漏是常见问题。通过重载全局的new和delete操作符，我们可以实现一个简单的内存泄漏检测器，记录每次内存分配与释放的信息，并在程序结束时报告未释放的内存块。

重载 new 和 delete 操作符

要实现内存检测，我们需要替换默认的new和delete行为，在分配和释放时记录相关信息，比如地址、大小、分配位置（文件名和行号）等。

注意：以下实现仅用于学习目的，不适用于多线程或异常复杂的生产环境。

基本思路：

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使用哈希表或映射结构记录每次通过new分配的内存块信息。
在delete时从记录中移除对应条目。
程序退出前打印仍未释放的内存块。

定义内存记录结构

我们先定义一个结构体来保存分配信息：

struct AllocationInfo {<br>
    size_t size;<br>
    const char* file;<br>
    int line;<br>
};

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再用一个全局的std::map来跟踪当前已分配但未释放的指针：

#include <map><br>
#include <iostream><br><br>
std::map<void*, AllocationInfo> g_allocations;

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重载全局 new 和 delete

接下来重载operator new和operator delete，并加入文件名和行号追踪：

void* operator new(size_t size, const char* file, int line) {<br>
    void* ptr = ::operator new(size); // 调用原始的 new<br>
    g_allocations[ptr] = {size, file, line};<br>
    return ptr;<br>
}<br><br>
void operator delete(void* ptr) noexcept {<br>
    if (ptr == nullptr) return;<br>
    g_allocations.erase(ptr);<br>
    ::operator delete(ptr); // 调用原始的 delete<br>
}

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上面的版本支持带位置信息的new，但标准new不接受额外参数。为了拦截所有调用，还需提供无参版本：

void* operator new(size_t size) {<br>
    return ::operator new(size, "unknown", 0);<br>
}<br><br>
void* operator new[](size_t size) {<br>
    return ::operator new[](size, "unknown", 0);<br>
}<br><br>
void operator delete[](void* ptr) noexcept {<br>
    ::operator delete(ptr);<br>
}

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同时也要重载数组版本new[]和delete[]：

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void* operator new[](size_t size, const char* file, int line) {<br>
    void* ptr = ::operator new[](size);<br>
    g_allocations[ptr] = {size, file, line};<br>
    return ptr;<br>
}

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添加宏简化调用

直接写new("file", __LINE__) Type不方便。我们可以定义宏来自动注入位置信息：

#define DEBUG_NEW new(__FILE__, __LINE__)

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然后在代码中使用：

// #define new DEBUG_NEW // 可选：全局替换 new
MyClass* obj = DEBUG_NEW MyClass();

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或者在编译期统一替换：

#ifdef _DEBUG<br>
    #define new DEBUG_NEW<br>
#endif

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程序结束时检查泄漏

可以在程序末尾添加一个函数打印未释放的内存：

void report_leaks() {<br>
    if (g_allocations.empty()) {<br>
        std::cout << "No memory leaks detected.\n";<br>
    } else {<br>
        std::cout << "Memory leaks detected:\n";<br>
        for (const auto& pair : g_allocations) {<br>
            std::cout << "Addr: " << pair.first<br>
                << ", Size: " << pair.second.size<br>
                << ", File: " << pair.second.file<br>
                << ", Line: " << pair.second.line << "\n";<br>
        }<br>
    }<br>
}

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在main函数返回前调用：

int main() {<br>
    int* p1 = DEBUG_NEW int(42);<br>
    int* p2 = DEBUG_NEW int[10];<br>
    // delete p1; // 故意不释放，测试泄漏<br>
    delete[] p2;<br>
    report_leaks();<br>
    return 0;<br>
}

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输出示例：

Memory leaks detected:<br>
Addr: 0x7fb1c8c05790, Size: 4, File: main.cpp, Line: 5

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注意事项

这种简单检测器有局限性：

不能检测重复释放（double free）或野指针访问。
无法处理跨动态库的分配（需确保所有模块链接同一份实现）。
调试宏只在本翻译单元有效，除非全局定义。
性能开销较大，仅建议在调试构建中启用。

更完善的方案可结合RAII、智能指针，或使用Valgrind、AddressSanitizer等工具。

基本上就这些。通过重载new/delete并记录分配信息，我们可以快速搭建一个轻量级内存泄漏检测机制，帮助定位基础问题。

以上就是c++++如何实现一个简单的内存泄漏检测器_c++重载new与delete操作符的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！

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