通过重载new/delete并记录分配信息，可实现内存泄漏检测：1. 重载全局new/delete操作符以拦截内存操作；2. 使用宏自动注入文件名和行号；3. 将分配信息存入map，释放时删除；4. 程序结束调用reportLeaks()输出未释放内存。
在C++开发中，内存泄漏是常见且难以排查的问题。通过重载全局的 new 和 delete 操作符，我们可以拦截所有动态内存的分配与释放行为，从而实现一个轻量级的内存泄漏检测器。
基本原理：拦截 new 和 delete
C++允许我们重载全局的 new 和 delete 操作符。只要程序中没有使用 ::operator new 直接调用底层分配函数，所有通过 new 创建的对象都会经过我们自定义的版本。这为我们提供了记录分配信息的机会。
核心思路如下：
- 重载全局 operator new，在分配内存前记录调用位置（文件名、行号）、大小和堆栈信息
- 将这些信息保存到一个全局容器（如 map）中，以分配地址为键
- 重载 operator delete，在释放时从容器中移除对应记录
- 程序结束时，若容器非空，则说明存在未释放的内存，即内存泄漏
实现步骤
以下是一个简化但实用的实现框架：
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// MemoryLeakDetector.h
include
include
include iostream>
struct AllocInfo { size_t size; std::string file; int line; };
extern std::map
// 重载 new 和 delete void operator new(size_t size, const char file, int line); void operator new[](size_t size, const char file, int line); void operator delete(void ptr) noexcept; void operator delete[](void ptr) noexcept;
// 宏替换 new，自动传入文件和行号
define new new(FILE, LINE)
// 打印泄漏报告 void reportLeaks();
// MemoryLeakDetector.cpp
include "MemoryLeakDetector.h"
include
include
std::map
void operator new(size_t size, const char file, int line) { void* ptr = std::malloc(size); if (ptr) { g_allocations[ptr] = {size, file, line}; } return ptr; }
void operator new[](size_t size, const char file, int line) { return operator new(size, file, line); }
void operator delete(void* ptr) noexcept { if (ptr == nullptr) return; auto it = g_allocations.find(ptr); if (it != g_allocations.end()) { g_allocations.erase(it); } std::free(ptr); }
void operator delete[](void* ptr) noexcept { operator delete(ptr); }
void reportLeaks() { if (g_allocations.empty()) { std::cout
std::cout zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "Detected " zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn g_allocations.size() zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn " memory leak(s):\n";
for (const auto& pair : g_allocations) {
const auto& info = pair.second;
std::cout zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "Leak at " zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn pair.first
zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn ", size=" zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn info.size
zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn " in " zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn info.file
zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn ":" zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn info.line zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "\n";
}
}
使用方法
在需要检测的源文件中包含头文件，并确保链接时替换 new/delete：
#include "MemoryLeakDetector.h"
int main() { int p1 = new int(42); // 被捕获 int p2 = new int[10]; // 被捕获
delete[] p2; // 正确释放 // delete p1; // 故意不释放，触发报告 reportLeaks(); // 程序退出前调用 return 0;
}
输出示例：
Detected 1 memory leak(s): Leak at 0x7f9a38c05ac0, size=4 in main.cpp:7增强功能建议
- 添加调用堆栈追踪：使用 backtrace() 和 backtrace_symbols() 获取更详细的泄漏路径
- 线程安全：在多线程环境中，需对 g_allocations 加锁
- 支持 placement new：避免干扰已有语义
- 运行时统计：按文件或大小分类统计泄漏情况
- 日志输出到文件：便于长期分析
基本上就这些。这个机制虽然不能覆盖所有极端情况（比如 shared_ptr 内部的分配），但对于大多数裸 new/delete 使用场景已经足够有效。关键是把宏和重载放在合适的位置，让编译器自动完成注入。
