在編程中經(jīng)常涉及到內(nèi)存管理，于是便希望有個內(nèi)存檢測器來幫助我們debug。我們想檢測內(nèi)存泄漏，就必須記錄程序中的內(nèi)存分配和釋放情況，同時我們也希望能記錄內(nèi)存分配代碼所在行號和位置，也就是我們需要重載以下四個全局函數(shù)：

下面將描述如何實現(xiàn)一個簡單的內(nèi)存檢測器

1.獲得內(nèi)存分配代碼所在行號和位置

我們需要將缺省的全局new operator替換為帶有文件名和行號的版本，代碼如下：

2.建立記錄內(nèi)存分配和釋放情況的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)NewList

NewList中記錄了內(nèi)存分配代碼所在行號、位置、內(nèi)存分配后獲得指針與大小。由于我們想記錄整個程序中內(nèi)存分配和釋放情況，于是應(yīng)實例化一個NewList全局對象NewRecord。

注意：全局對象應(yīng)放在cpp中，如果放在.h中，.h文件又被多個文件include，于是會出現(xiàn)重定義

3.重載new和delete那四個全局函數(shù)

new：(1)分配內(nèi)存，如果失敗了拋出異常 (2)記錄相關(guān)數(shù)據(jù) (3)返回分配所得指針

注意在重載operator new[]時Size為0的情況，這時我們當(dāng)Size=1;

delete ：(1)找到相關(guān)數(shù)據(jù)并刪除 (2)釋放內(nèi)存

void* operator new(size_t Size, char* FileName, int LineNum)
{
    if (Size==(size_t)0) Size=1;
    void* Result=::operator new(Size);
    if (!Result) throw bad_alloc();
    else
    {
        NewListNode Temp(Result, Size, FileName, LineNum);
        NewRecord.Add(Temp);
        return Result;
    }
}

void* operator new[](size_t Size, char* FileName, int LineNum)
{
    if (Size==(size_t)0) Size=1;
    void* Result=::operator new[](Size);
    if (!Result) throw bad_alloc();
    else
    {
        NewListNode Temp(Result, Size, FileName, LineNum);
        NewRecord.Add(Temp);
        return Result;
    }
}

void operator delete(void* Object)
{
    if (!Object) return;
    NewRecord.Remove(Object);
    free(Object);
}

void operator delete[](void* Object)
{
    if (!Object) return;
    NewRecord.Remove(Object); 
    free(Object);
}

4.如何打印出內(nèi)存泄漏的有關(guān)信息

對于打印信息我們會有各種各樣不同的要求，譬如輸出到控制臺，輸出到文件，同時輸出到控制臺跟文件等。每一種情況都實現(xiàn)一個函數(shù)顯然不可行，為了應(yīng)付這種情況，我們可以考慮如下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

class Print{};
class PrintToConsole : public Print{}; 

5.如何使用

(1)讓所有代碼都#include "DebugNew.h"，如果有的代碼包含而有的代碼不包含，內(nèi)存分配與釋放信息也就記錄不準(zhǔn)確了。

(2)此代碼無法處理多線程的情況

6.使用效果

DebugNew.h

 1#ifndef DEBUGNEW_H
 2#define DEBUGNEW_H
 3
 4#include <iostream>
 5#include <stdlib.h>
 6#include "Link.h"
 7#include "Print.h"
 8
 9using namespace std;
10
11class NewListNode
12{
13public:
14    void* Object; //內(nèi)存分配后獲得的指針
15    size_t Size; //內(nèi)存分配的大小
16    char* FileName; //內(nèi)存分配代碼所在文件位置
17    int LineNum; //內(nèi)存分配代碼所在行號
18
19    NewListNode();
20    NewListNode(void* Buffer, size_t s, char* File, int Line);
21    NewListNode(const NewListNode& Temp);
22};
23
24class NewList
25{
26public:
27    Link<NewListNode> Data;
28
29    bool IsEmpty();
30    void Add(const NewListNode& Temp);
31    void Remove(void* Object);
32    void Check();
33};
34
35extern void* operator new(size_t Size, char* FileName, int LineNum);
36extern void* operator new[](size_t Size, char* FileName, int LineNum);
37extern void operator delete(void* Object);
38extern void operator delete[](void* Object);
39
40extern void Check();
41extern NewList NewRecord;
42
43#define new new(__FILE__, __LINE__ )
44#endif

DebugNew.cpp

  1#include "DebugNew.h"
  2#undef new
  3
  4NewListNode::NewListNode()
  5{
  6    Object=0;
  7    FileName=0;
  8}
  9
 10NewListNode::NewListNode(void* Buffer, size_t s, char* File, int Line)
 11{
 12    Object=Buffer;
 13    Size=s;
 14    FileName=File;
 15    LineNum=Line;
 16}
 17
 18NewListNode::NewListNode(const NewListNode& Temp)
 19{
 20    FileName=Temp.FileName;
 21    LineNum=Temp.LineNum;
 22    Object=Temp.Object;
 23    Size=Temp.Size;
 24}
 25
 26bool NewList::IsEmpty()
 27{
 28    if (Data.GetHead()) return false;
 29    else return true;
 30}
 31
 32void NewList::Add(const NewListNode& Temp)
 33{
 34    Data.AddLast()->Data=Temp;
 35}
 36
 37void NewList::Remove(void* Object)
 38{
 39    Node<NewListNode>* Temp=Data.GetHead();
 40    while (Temp)
 41    {
 42        if (Temp->Data.Object==Object)
 43        {
 44            Data.Delete(Temp);
 45            return;
 46        }
 47        Temp=Temp->Next;
 48    }
 49}
 50
 51void NewList::Check()
 52{
 53    PrintToConsole Printer;
 54    if (!IsEmpty())
 55    {
 56        Printer.Writeln("存在內(nèi)存泄漏");
 57        Printer.Writeln("Line\tSize\tPath");
 58        Printer.WriteLine();
 59        Node<NewListNode>* Temp=Data.GetHead();
 60        while (Temp)
 61        {
 62            char Line[20];
 63            itoa(Temp->Data.LineNum, Line, 10);
 64            Printer.Write(Line);
 65            Printer.Write("\t");
 66            char s[200];
 67            itoa(Temp->Data.Size, s, 10);
 68            Printer.Write(s);
 69            Printer.Write("\t");
 70            Printer.Write(Temp->Data.FileName);
 71            Printer.Write("\t");
 72            Temp=Temp->Next;
 73        }
 74    }
 75    else Printer.Writeln("不存在內(nèi)存泄漏");
 76}
 77
 78NewList NewRecord;
 79
 80void* operator new(size_t Size, char* FileName, int LineNum)
 81{
 82    if (Size==(size_t)0) Size=1;
 83    void* Result=::operator new(Size);
 84    if (!Result) throw bad_alloc();
 85    else
 86    {
 87        NewListNode Temp(Result, Size, FileName, LineNum);
 88        NewRecord.Add(Temp);
 89        return Result;
 90    }
 91}
 92
 93void* operator new[](size_t Size, char* FileName, int LineNum)
 94{
 95    if (Size==(size_t)0) Size=1;
 96    void* Result=::operator new[](Size);
 97    if (!Result) throw bad_alloc();
 98    else
 99    {
100        NewListNode Temp(Result, Size, FileName, LineNum);
101        NewRecord.Add(Temp);
102        return Result;
103    }
104}
105
106void operator delete(void* Object)
107{
108    if (!Object) return;
109    NewRecord.Remove(Object);
110    free(Object);
111}
112
113void operator delete[](void* Object)
114{
115    if (!Object) return;
116    NewRecord.Remove(Object); 
117    free(Object);
118}
119
120void Check()
121{
122    NewRecord.Check();
123}

Print.h

 1#ifndef PRINT_H
 2#define PRINT_H
 3
 4#include <stdlib.h>
 5#include <iostream>
 6
 7using namespace std;
 8
 9class Print
10{
11public:
12    virtual ~Print();    
13};
14
15class PrintToConsole : public Print
16{
17public:
18    virtual ~PrintToConsole();
19    virtual void Write(char* String);
20    virtual void Writeln(char* String);
21    virtual void WriteLine();
22}; 
23
24#endif

Print.cpp

 1#include "Print.h"
 2
 3Print:: ~Print()
 4{
 5}
 6
 7PrintToConsole::~PrintToConsole()
 8{
 9}
10
11void PrintToConsole::Write(char* String)
12{
13    if (String) cout<<String;
14}
15
16void PrintToConsole::Writeln(char* String)
17{
18    if (String) cout<<String<<endl;
19    else cout<<endl;
20}
21    
22void PrintToConsole::WriteLine()
23{
24    cout<<"-------------------------------------------------------------------------------"<<endl;
25}