C++栈展开如何防止内存泄露

在栈展开（stack unwinding）是指，如果在一个函数内部抛出异常，而此异常并未在该函数内部被捕捉，就将导致该函数的运行在抛出异常处结束，所有已经分配在栈上的局部变量都要被释放。如果被释放的变量中有指针，而该指针在此前已经用new运算申请了空间，就有可能导致内存泄露。因为栈展开的时候并不会自动对指针变量执行delete（或delete[]）操作。

因此，在有可能发生异常的函数中，可以利用“智能指针”auto_ptr来防止内存泄露。参考如下程序。

#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;

class A{
    int num;
public:
    A(int i):num(i){
        cout<<"this is A's constructor, num="<<num<<endl;
    }
    ~A(){
        cout<<"this is A's destructor, num="<<num<<endl;
    }
    void show(){
        cout<<num<<endl;
    }
};

void autoptrtest1(){
    A* pa=new A(1);
    throw 1;
    delete pa;
}

void autoptrtest2(){
    auto_ptr<A> pa(new A(2));
    pa->show();
    throw 2;
}

int main(){
    try{
        autoptrtest1();
    }   
    catch(int){
        cout<<"there is no destructor invoked"<<endl;
    }
    cout<<endl;
    try{
        autoptrtest2();
    }
    catch(int){
        cout<<"A's destructor does be invoked"<<endl;
    }
}

程序的输出结果： this is A’s constructor, num=1 there is no destructor invoked

this is A’s constructor, num=2 2 this is A’s destructor, num=2 A’s destructor does be invoked

在解读上面的这段程序的时候，要注意以下几点。

（1）在函数autoptrtest1()中，由于异常的发生，导致delete pa;无法执行，从而导致内存泄露。

（2）auto_ptr实际上是一个类模板，在名称空间std中定义。要使用该类模板，必须包含头文件memory。auto_ptr的构造函数可以接受任何类型的指针，实际上是利用指针类型将该类模板实例化，并将传入的指针保存在auto_ptr< T>对象中。

（3）在栈展开的过程中，auto_ptr< T>对象会被释放，从而导致auto_ptr< T>对象的析构函数被调用。在该析构函数中，将使用delete运算符将保存在该对象内的指针所指向的动态对象被销毁。这样，就不会发生内存泄露了。

（4）由于已经对*和->操作符进行了重载，所以可以像使用普通的指针变量那样使用auto_ptr< T>对象，如上面程序中的pa->show()。这样可以保留使用指针的编程习惯，方便程序猿编写和维护。

参考文献

[1]陈刚.C++高级进阶教程[M].武汉：武汉大学出版社，2008[P371-P373]