整體來說,這些內容都相當基礎,對于大多數(shù)初學者來講還是能接受的,在面試日常實習、暑期實習、校招過程中還是相當有幫助的,對在校生來說還是相當友好滴~
1、內存泄漏?怎么解決?
內存泄漏是指程序在動態(tài)分配內存后,未釋放或者未能完全釋放該內存空間的情況。這樣會導致內存不斷被占用,進而導致程序性能下降、甚至崩潰等問題。
解決內存泄漏問題需要先確定內存泄漏的原因,可以通過以下幾個步驟來解決內存泄漏問題:
- 排查代碼:查看代碼中是否有明顯的內存泄漏的情況,例如忘記釋放內存等。
- 使用工具檢查:可以使用一些內存泄漏檢測工具,例如Valgrind、Purify、AddressSanitizer等,來檢測程序中的內存泄漏情況。
- 檢查資源的使用情況:程序中除了內存泄漏還可能存在其他資源泄漏,例如文件句柄、網(wǎng)絡連接等,需要逐一檢查并進行相應的釋放。
- 使用智能指針:在C++中,可以使用智能指針(shared_ptr、unique_ptr、weak_ptr)等RAII技術來管理動態(tài)內存,自動釋放資源,避免忘記釋放內存的問題。
- 重構代碼:如果程序中的內存泄漏問題比較嚴重,無法通過以上方法解決,可以考慮對代碼進行重構,優(yōu)化內存使用情況,避免內存泄漏的問題。
2、說說常見的內存泄漏都有哪些?
- 對象被無意識地持續(xù)引用:在使用完對象后,程序沒有將其引用置為NULL,導致這些對象一直占用內存。
- 內存分配未釋放:程序中使用了動態(tài)分配內存的函數(shù)(如malloc、calloc、realloc等)分配內存,但沒有調用free函數(shù)進行釋放。
- 大對象未分配內存池:如果需要頻繁地分配、釋放大對象(如數(shù)組、矩陣等),直接調用系統(tǒng)函數(shù)分配內存可能會導致內存碎片化,進而導致系統(tǒng)內存泄漏。此時,可以使用內存池技術來解決這個問題。
- 循環(huán)引用:當兩個或多個對象之間互相引用時,它們會互相持有對方的引用,當這些對象中有一個引用沒有被釋放時,將導致內存泄漏。
- 持續(xù)增長的緩存:當一個緩存區(qū)在使用后沒有被清空或者不定期的清理,會導致緩存中的數(shù)據(jù)越來越多,最終導致內存泄漏。
為了解決內存泄漏問題,需要進行內存泄漏檢測和內存泄漏排查。一些編程語言和開發(fā)工具可以提供內存泄漏檢測的功能,可以通過這些工具來查找內存泄漏的代碼位置,并及時修復。同時,在編寫代碼時,也應該遵循良好的編程習慣,及時釋放已經(jīng)不再使用的內存,以避免內存泄漏問題的出現(xiàn)。
3、如何避免內存泄漏?
- 確保在程序中每次使用完內存后及時釋放,特別是對于動態(tài)分配的內存,要在不需要時及時釋放。
- 確保內存釋放的正確性,例如使用free函數(shù)時,需要確保傳遞給它的指針是指向動態(tài)分配的內存空間。
- 對于需要長時間占用內存的程序,可以考慮采用內存池技術,動態(tài)分配一定數(shù)量的內存空間,在使用完成后放回內存池中,避免頻繁申請和釋放內存造成的性能影響。
- 對于需要頻繁申請和釋放內存的程序,可以考慮采用內存緩存技術,將頻繁使用的內存緩存起來,避免頻繁申請和釋放內存造成的性能影響。
- 使用內存泄漏檢測工具,例如Valgrind等,來幫助檢測和解決內存泄漏問題。
4、你知道常見的內存錯誤嗎?再說說解決的對策?
- 內存泄漏:指已經(jīng)不再需要使用的內存沒有被釋放,導致內存浪費。解決方案可以采用以下方法:
- 手動管理內存并調用
free()
釋放不再使用的內存; - 使用智能指針等自動內存管理機制;
- 使用內存泄漏檢測工具定位和修復內存泄漏問題。
- 手動管理內存并調用
- 內存溢出:指分配的內存空間不足以滿足當前需要,導致程序崩潰。解決方案可以采用以下方法:
- 程序設計時充分考慮內存使用情況,合理地規(guī)劃內存分配;
- 使用內存監(jiān)控工具或者操作系統(tǒng)提供的性能工具,監(jiān)測和分析程序內存使用情況;
- 優(yōu)化算法或數(shù)據(jù)結構,減少內存占用。
- 野指針:指指針指向了已經(jīng)被釋放的內存空間,或者指針未被初始化就被使用。解決方案可以采用以下方法:
- 對指針變量進行初始化;
- 在指針使用之前,檢查其是否為空或者指向的內存是否被釋放;
- 使用
nullptr
代替NULL
,避免空指針問題; - 使用智能指針等自動內存管理機制,避免手動釋放內存的錯誤。
5、詳細說說內存的分配方式?
內存的分配方式有兩種:靜態(tài)內存分配和動態(tài)內存分配。
- 靜態(tài)內存分配:在程序編譯時就已經(jīng)分配好內存,運行時不能改變分配的內存大小,程序執(zhí)行速度快,但是空間利用率低,不能靈活分配內存空間。常見的靜態(tài)內存分配有:
- 全局變量:在程序編譯時分配內存,整個程序執(zhí)行期間內存不釋放。
- 靜態(tài)局部變量:在函數(shù)執(zhí)行時分配內存,但是該內存空間在函數(shù)執(zhí)行完畢后不釋放,可以用 static 修飾符來聲明。
- 靜態(tài)數(shù)組:在編譯時就分配內存,執(zhí)行期間內存不釋放。
- 靜態(tài)結構體:在編譯時就分配內存,執(zhí)行期間內存不釋放。
- 動態(tài)內存分配:在程序運行時才分配內存,可以根據(jù)需要靈活地分配和釋放內存空間。常見的動態(tài)內存分配有:
- malloc():在堆上分配指定大小的內存空間,返回一個指向這段內存的指針。
- calloc():在堆上分配指定數(shù)量和大小的內存空間,返回一個指向這段內存的指針。
- realloc():調整已分配內存的大小,返回一個指向這段內存的指針。
- free():釋放已經(jīng)分配的內存。
動態(tài)內存分配的優(yōu)點是空間利用率高、可以根據(jù)需要靈活地分配和釋放內存空間,但是容易引起內存泄漏和內存碎片問題。因此在使用動態(tài)內存分配時要注意及時釋放已經(jīng)不再需要的內存空間,避免內存泄漏問題的發(fā)生。
6、堆和棧的區(qū)別?
棧(stack)是一種先進后出(Last In First Out,LIFO)的數(shù)據(jù)結構,由編譯器自動管理,存放程序的局部變量、函數(shù)參數(shù)和返回地址等信息。棧的內存空間由操作系統(tǒng)自動分配和釋放,其空間大小是固定的,一般為幾MB至幾十MB。
堆(heap)則是一種動態(tài)內存分配方式,程序員需要手動申請和釋放堆內存。堆的內存空間由操作系統(tǒng)管理,其大小可以動態(tài)增加或減少,一般情況下堆的空間遠遠大于棧。
在程序運行過程中,棧的分配和釋放速度較快,但棧的容量有限;堆的分配和釋放速度較慢,但堆的容量較大。因此,對于較小的數(shù)據(jù)結構,優(yōu)先使用棧來分配內存;對于較大的數(shù)據(jù)結構,需要動態(tài)管理內存時,可以使用堆來分配內存。
7、如何控制C++的內存分配?
在 C++ 中,可以通過重載 new 和 delete 運算符來控制內存分配。
重載 new 和 delete 運算符的方式如下:
void* operator new(size_t size);
void operator delete(void* p) noexcept;
其中,operator new
用于分配內存,operator delete
用于釋放內存。
默認情況下,operator new
調用 malloc
函數(shù)分配內存,operator delete
調用 free
函數(shù)釋放內存。但是,我們可以重載這些運算符,自定義內存分配和釋放方式。
例如,下面是一個簡單的例子,演示如何重載 operator new
和 operator delete
運算符:
#include
void* operator new(size_t size)
{
std::cout << "Allocating " << size << " bytes of memory" << std::endl;
void* p = malloc(size);
return p;
}
void operator delete(void* p) noexcept
{
std::cout << "Deallocating memory" << std::endl;
free(p);
}
int main()
{
int* ptr = new int;
delete ptr;
return 0;
}
運行上面的代碼,輸出如下:
Allocating 4 bytes of memory
Deallocating memory
可以看到,重載后的 operator new
和 operator delete
運算符被調用,并輸出了相關信息。
通過重載 operator new
和 operator delete
運算符,我們可以實現(xiàn)自定義的內存分配和釋放方式,從而更好地控制 C++ 的內存分配。
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