如何安全地从内存中清除使用 new 关键字创建的对象（带有属性）？

Posted 2023-02-22

【中文标题】如何安全地从内存中清除使用 new 关键字创建的对象（带有属性）？

【英文标题】：How do you safely clear an object from memory (with attributes) which was created using the new keyword?

【发布时间】：2021-09-04 13:00:18

【问题描述】：

据我所知，每个“新”调用都需要对该对象进行相应的“删除”调用。那么这真的正确吗？：

using namespace std;

class Box 
   public:
      double length;
      char letters_in_box[80];
;

int main() 
   Box *b = new Box;
   b->length = 2.0;
   b->letters_in_box = "Hello world";

   //Some code with b

   delete b;

   return 0;

与“length” double 和“letters_in_box”数组关联的内存是否被此清除？

【问题讨论】：

我猜你的意思是“来自另一个进程”，然后答案是操作系统特定的。请在您的问题中提供一些minimal reproducible example，并注意C++ rule of five。你可能想定义一个 C++ 析构函数

无法保证，我认为你不应该问自己这个问题。

我认为b->letters_in_box = "Hello world"; 不会编译，因为letters_in_box 是一个数组。

假设所有这些都发生在同一个函数或块中，那么您可能根本不想使用动态存储持续时间。而是使用auto b = Box();。

你也应该使用std::string。鉴于您的简单代码存在很多问题，我强烈建议您阅读一些有关 C++ 的书籍。 C++ 不是即兴创作的好语言，因为有很多可能的陷阱。

【参考方案1】：

是的。当您删除 b 时，它也会删除 letters_in_box 数组。

但是，对于你的b->letters_in_box = "Hello world";，你会得到一个编译错误：“error C3863: array type 'char [80]' is not assignable”

#include <memory> // For 'memcpy_s' (since C11)

class Box

public:
    double length;
    char letters_in_box[80];
;

int main()

    Box* b = new Box;

    b->length = 2.0;
    // b->letters_in_box = "Hello world"; ** Compile Error C3863: array type 'char [80]' is not assignable **
    memcpy_s(b->letters_in_box, sizeof(b->letters_in_box), "Hello world", sizeof("Hello world"));

    // Some code with b

    delete b;

现代 C++

比new 更好的做法是智能指针，例如，在出现异常的情况下您根本不必担心删除：

#include <memory> // For 'std::unique_ptr' and for 'memcpy_s'

class Box

public:
    double length;
    char letters_in_box[80];
;

constexpr char my_text[] = "Hello world"; 

int main()

    auto b = std::make_unique<Box>(); // No need to delete

    b->length = 2.0;
    memcpy_s(b->letters_in_box, sizeof(b->letters_in_box), my_text, sizeof(my_text));

    // Some code with b

另外，（而不是 C 数组）我更喜欢使用 C++ 数组：

#include <array>  // For 'std::array'
#include <memory> // For 'std::unique_ptr' and for 'memcpy_s' 

class Box

public:
    double length;
    std::array<char, 80> letters_in_box;
;
   
constexpr char my_text[] = "Hello world";

int main()

    auto b = std::make_unique<Box>(); // No need to delete

    b->length = 2.0;
    memcpy_s(&b->letters_in_box, b->letters_in_box.size(), my_text, sizeof(my_text));

    //Some code with b

--

最后一条评论：如果不限制使用char[]，我会改用std::string：

#include <string> // For 'std::string'
#include <memory> // For 'std::unique_ptr' 

class Box

public:
    double length;
    std::string letters_in_box;
;

int main()

    auto b = std::make_unique<Box>(); // No need to delete

    b->length = 2.0;
    b->letters_in_box = "Hello world";

    //Some code with b

【讨论】：

memcpy 具有未定义的行为，因为它访问的 char 远远超过了 C 字符串文字的结尾。

@Eljay 感谢您的评论。我切换到 memcpy_s。

【参考方案2】：

在现代 C++ 中，强烈建议不要使用 new 和 delete，因为 Karen 在上面提到过，如果在程序期间由于任何原因发生异常，并且您的异常处理会导致不返回运行删除的分支，则会导致内存泄漏。

相反，我会考虑使用智能指针 (https://en.cppreference.com/book/intro/smart_pointers) 来创建指向所用对象的新指针，因为一旦它们超出范围（唯一指针）（即异常分支），它们将允许释放内存然后不返回相同的范围），或者一旦它们的“引用”数量到期（共享指针）。

关于您编写​​的显式代码，是的，一旦该类被删除，“length”双精度和“letters_in_box”数组将被删除，但重要的是要注意，如果您显式使用了 malloc/calloc/etc为了分配内存，则应使用类析构函数来释放此内存。

编辑：也强烈建议阅读 RAII (https://en.cppreference.com/w/cpp/language/raii)，因为它确实是现代、安全 C++ 的基础。

【参考方案3】：

那么这真的正确吗？

是的，没错。但是，在删除b之前，你必须确保它没有抛出异常。

例如：

Box *b = new Box;
b->length = 2.0;
b->letters_in_box = "Hello world";

throw 5; //this is not usually done.

delete b;

在此示例中，如果在调用delete 之前未处理异常，则会出现memory leak。

【讨论】：

那么如何保证即使出现异常也被删除呢？

@CoderAlpha，你必须在调用delete之前处理异常。

@CoderAlpha 最好的办法是完全避免使用new 和delete。在现代 c++ 中，您很少需要 new 和 delete。如果您创建的对象应该只存在于函数或块中，只需编写Box b = Box();。如果您需要转让所有权，您可以使用unique_ptr，如果unique_ptr 不符合您的需求，您可以使用shared_ptr。

所以Box b = Box(); 不需要任何删除，因为它在堆栈上，对吧？但是如果我们需要比堆栈大小更多的内存怎么办？

@CoderAlpha 是的。如果Box 包含的数据量可能超过堆栈，您可以使用unique_ptr (std::unique_ptr<Box> b = std::make_unique<Box>();)。或者将Box 的一个（或多个）成员更改为不同的名称，例如std::vector。但是选择什么解决方案取决于实际用例。