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我和我认为许多其他人在使用智能指针来包装 C++ 中的不安全内存操作（使用 RAII 等）方面取得了巨大成功。但是，当您有析构函数、类、运算符重载等时，包装内存管理更容易实现。

对于使用原始 C99 编写的人，您可以在哪里指出（不是双关语）来帮助安全内存管理？

谢谢。

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9 回答 9

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这个问题有点老了，但我想我会花时间链接到我的 GNU 编译器（GCC、Clang、ICC、MinGW 等）的智能指针库。

这个实现依赖于清理变量属性，一个 GNU 扩展，在超出范围时自动释放内存，因此，它不是ISO C99，而是带有 GNU 扩展的 C99。

例子：

简单1.c：

#include <stdio.h>
#include <csptr/smart_ptr.h>

int main(void) {
    smart int *some_int = unique_ptr(int, 1);

    printf("%p = %d\n", some_int, *some_int);

    // some_int is destroyed here
    return 0;
}

编译和 Valgrind 会议：

$ gcc -std=gnu99 -o simple1 simple1.c -lcsptr
$ valgrind ./simple1
==3407== Memcheck, a memory error detector
==3407== Copyright (C) 2002-2013, and GNU GPL\'d, by Julian Seward et al.
==3407== Using Valgrind-3.10.0 and LibVEX; rerun with -h for copyright info
==3407== Command: ./simple1 
==3407==
0x53db068 = 1
==3407==
==3407== HEAP SUMMARY:
==3407==     in use at exit: 0 bytes in 0 blocks
==3407==   total heap usage: 1 allocs, 1 frees, 48 bytes allocated
==3407==
==3407== All heap blocks were freed -- no leaks are possible
==3407==
==3407== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v
==3407== ERROR SUMMARY: 0 errors from 0 contexts (suppressed: 0 from 0)
于 2015-01-10T10:22:52.170 回答
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在原始 C 中处理智能指针很困难，因为您没有语言语法来支持使用。我见过的大多数尝试都没有真正奏效，因为当对象离开作用域时，你没有析构函数运行的优势，而这正是智能指针起作用的真正原因。

如果您真的担心这一点，您可能想考虑直接使用垃圾收集器，并完全绕过智能指针要求。

于 2009-04-28T21:11:15.667 回答
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您可能要考虑的另一种方法是Apache 使用的池化内存方法。如果您有与请求或其他短期对象相关联的动态内存使用情况，这将非常有效。您可以在请求结构中创建一个池，并确保始终从池中分配内存，然后在处理完请求后释放池。一旦你使用了一点，它听起来就不像它那么强大了。它几乎和 RAII 一样好。

于 2009-04-28T21:27:10.310 回答
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您不能在 C 中使用智能指针，因为它没有提供必要的语法，但您可以通过练习避免泄漏。分配资源后立即编写资源释放代码。因此，无论何时编写 a ，都应立即在清理部分中malloc编写相应的内容。free

在 CI 中经常看到“GOTO cleanup”模式：

int foo()
{
    int *resource = malloc(1000);
    int retVal = 0;
    //...
    if (time_to_exit())
    {
        retVal = 123;
        goto cleanup;
    }
cleanup:
    free(resource);
    return retVal;
}

在 C 语言中，我们还使用了很多分配内容的上下文，同样的规则也适用于：

int initializeStuff(Stuff *stuff)
{
    stuff->resource = malloc(sizeof(Resource));
    if (!stuff->resource) 
    {
        return -1; ///< Fail.
    }
    return 0; ///< Success.
}

void cleanupStuff(Stuff *stuff)
{
    free(stuff->resource);
}

这类似于对象的构造函数和析构函数。只要您不将分配的资源分配给其他对象，它就不会泄漏，指针也不会悬空。

编写一个跟踪分配和写入泄漏块的自定义分配器并不难atexit。

如果您需要提供指向已分配资源的指针，您可以为其创建包装上下文，并且每个对象都拥有一个包装上下文而不是资源。这些包装器共享资源和一个计数器对象，该对象跟踪使用情况并在没有人使用时释放对象。这就是 C++11 的shared_ptr工作weak_ptr原理。它在这里写得更详细：weak_ptr 如何工作？

于 2012-08-11T10:00:03.340 回答
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像splint或Gimpel PC-Lint 这样的静态代码分析工具在这里可能会有所帮助——您甚至可以通过将它们连接到您的自动“持续集成”风格的构建服务器中来使它们具有适度的“预防性”。（你确实有其中之一，对吧？ :grin :)

这个主题还有其他（一些更昂贵的）变体......

于 2009-04-28T21:16:59.320 回答
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您可以定义宏（例如 BEGIN 和 END）来代替大括号并触发自动销毁正在退出其范围的资源。这要求所有此类资源都由智能指针指向，该指针还包含指向对象析构函数的指针。在我的实现中，我在堆内存中保留了一个智能指针堆栈，在进入范围时记住堆栈指针，并在范围退出时调用记忆堆栈指针上方的所有资源的析构函数（END 或宏替换返回）。即使使用了 setjmp/longjmp 异常机制，这也能很好地工作，并且也清除了 catch 块和引发异常的范围之间的所有中间范围。有关实现，请参见https://github.com/psevon/exceptions-and-raii-in-c.git。

于 2014-04-08T19:24:02.877 回答
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如果您在 Win32 中编码，您可能能够使用结构化异常处理来完成类似的事情。你可以这样做：

foo() {
    myType pFoo = 0;
    __try
    {
        pFoo = malloc(sizeof myType);
        // do some stuff
    }
    __finally
    {
        free pFoo;
    }
}

虽然不像 RAII 那样简单，但您可以将所有清理代码收集在一个地方并保证其被执行。

于 2009-04-28T21:22:11.477 回答
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好的，这是您的选择。理想情况下，您将它们结合起来以获得更好的结果。在 C 的情况下，偏执狂是可以的。

编译时间：

  1. 使用 GCC 中的清理变量属性。之后你必须坚持使用 GCC。这限制了代码的可移植性，因为您只能针对存在 GCC 的平台。
  2. 在 Windows 上使用 SEH（结构化异常处理）。这进一步限制了您的可移植性，因为您必须使用 Microsoft 编译器。如果您的目标完全是 Windows，那么它将为您工作。
  3. 使用静态代码分析工具揭示潜在的内存泄漏。不能完美地工作，但可以帮助发现微不足道的泄漏。不影响你的便携性。

运行：

  1. 使用调试内存分配库，它用自己的实现替换 malloc/free 并跟踪内存使用情况。这样您就可以看到已分配但从未释放的块。我在 Solaris 上取得了成功（将尝试记住它的名称）。
  2. 使用垃圾收集器。在修复我没有源代码的漏洞非常多的 C 应用程序时，我对Hans-Boehm GC有过积极的体验。我可以看到内存消耗是如何攀升的，然后在 GC 完成工作时急剧下降。
于 2020-08-07T09:37:07.627 回答
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Sometimes i use this approach and it seems good :)

Object *construct(type arg, ...){

    Object *__local = malloc(sizeof(Object));
    if(!__local)
        return NULL;
    __local->prop_a = arg;
    /* blah blah */


} // constructor

void destruct(Object *__this){

   if(__this->prop_a)free(this->prop_a);
   if(__this->prop_b)free(this->prop_b);

} // destructor

Object *o = __construct(200);
if(o != NULL)
   ;;

// use

destruct(o);

/*
  done !
*/
于 2015-08-26T18:03:14.967 回答