新手浅析：从“exit()会内存泄漏吗”到“怎么样避免内存泄漏”

本人是新手，如果说得不对还请多多包涵和指点。

最近心血来潮想要写个项目，期间遇到了这样一个问题：
我需要在异常访问的时候强制中断程序，那么，使用exit()到底会不会导致内存泄漏？

内存泄漏是什么，这个问题我想不必多说，何况我也不是什么权威，说错了怕贻笑大方，在此省略；我本来是想在网上寻找答案，但是找遍了网上，也不见得能给出一个较为妥当的答案（为此我甚至去了cplusplus.com，可能是我英语不过关，硬是找不到好的答案）；一怒之下，我只好自己写代码来测试（以身试险），闲话不多说，让我们看看我测试用的代码：

#include <cstdlib>
int main(int argc, char* argv[])
{
	long long *a = new long long;
	for (unsigned i = 0; i < 53687091; i++)
		a = new long long;
	system("pause");
	exit(1);
	return 0;
}

关于测试代码，在这里我要做出几点概述：

1.之所以没有iostream或者cstdio，是因为根本不需要输入输出什么东西；
2.如果直接使用long long a[]，可能会触发C++实现的某些我不了解的内存回收机制，导致异常退出时强制回收空间；还可能会发生一个情况，因为typename varname[]是向系统申请一段连续的空间，如果内存中碎片很多的情况下，可能直接就申请空间失败；
3.对于配置不好的计算机，请适度调整循环次数，否则可能导致无法预料的情况发生（如死机、崩溃）；
4.申请这么多次，需要0.5s以上的时间很正常，请耐心等待；
5.我是Linux环境入门的C，习惯了int main(int argc, char* argv[])的写法，大家可以改成自己想要的（但在我的编译环境下是不予通过void main()的）
0.请不要在任何项目中模仿该代码；

OK，代码准备完毕，测试开始：

开始前：

我的电脑配置也是一般般，总内存4GB，可用内存大概2.37GB

循环完成后：

虽然是意想之中的，但是还是被吓了一跳呢。
此时程序并没有退出，需要我们摁下任意键，然后执行exit()强制退出；

于是我摁下了回车键，任务管理器的答复是：

完美！

如果Windows能办到，相信Linux不会比Windows差的，甚至更好也说不定；

这说明了一个规范的操作系统有良好的内存回收机制，对于一个进程申请的所有内存页面都有一个标记，当进程被结束掉的时候，系统会自动释放掉该进程申请的内存页面，无论是被跟踪的内存还是已经丢失的内存（相对于该进程而言）。

我想，系统的反射机制不可能如此脆弱，能被常见的问题给摧毁。一个进程如果不被中止（如后台进程之类），可能会一直持续产生内存泄漏和内存碎片，但是一旦该进程被终止，其申请的内存页面也将关闭。

但是，我们设计的大部分项目，都有一定的运行时间，如果造成众多的内存泄漏，必然会导致不可预料的事情发生；最好的方法是，跟踪每一个申请的内存页面，在恰当的时候将它结束掉，说到这个，我就想起了以前写的一段代码，映像深刻啊：（这个是我在学线性代数的时候写的，当时是为了验证我做的矩阵相乘作业的正确性）

PS：为了节约篇幅，我将不重要的代码全部用"..."代替；

#include <iostream>
template <class TYP_FR_MTRX>
class matrix
{
public:
	...
//重头戏来了
	matrix<TYP_FR_MTRX>& operator * (const matrix<TYP_FR_MTRX>& mltplr) const
	{
		matrix<TYP_FR_MTRX>* answer = new matrix<TYP_FR_MTRX>(this->height, mltplr.length, nullptr);
		...
		return *answer;
	}
private:
	unsigned height;
	unsigned length;
	TYP_FR_MTRX* detail;
};

说明三点：

1.如果矩阵中只需用到整数，我就可以要matrix<int>来满足需求，我之所以写成模板类而不是一个具体的类，目的就是可以随意使用浮点型和整型（同时能锻炼模板类的书写格式）
2.貌似模板这个东西一直是C++的心头大患，如果把模板类中的函数写到别的文件，貌似在很多编译器下连接出错，所以我直接写在一起了；
3.因为是给自己用，所以没必要判断什么到底能不能相乘啊之类的；

矩阵乘法中，返回值也是matrix类的一个实例，那么它就必定带有：两个unsigned int大小的空间，一个指针型大小的空间，和指针访问的一片空间；如果此时，我们用一个matrix<type-name>来接收它的返回值，那么析构的时候，只会析构掉其自己的两个unsigned int大小的空间，一个指针型大小的空间，及其指针访问的一片空间（也就是我们new出来的那个）。

其中，answer所new出来的两个unsigned int大小的空间，一个指针型大小的空间没有被析构掉，这很微小，但是却不容忽视。

我当时使用的方法是，matrix<type-name>* p = &(a * b);其中a与b是与*p同type-name的两个实例；这样，我们delete p，可以发现在operator*()中构造的实例被完整的析构了；（测试方法：在构造函数里打印一行"构造"，在析构函数里打印一行"析构"）

现在想想，当时还真的有点蠢，实际上我们可以通过重载'='号来完美完成这个内存回收机制：

matrix<TYP_FR_MTRX>& operator = (matrix<TYP_FR_MTRX> const& rghnd)
{
	const unsigned sz_mtrx = rghnd.length * rghnd.height;
	if (this->detail != nullptr)
		delete[] this->detail;
	if (rghnd.length != 0 && rghnd.height != 0 && rghnd.detail != nullptr)
	{
		this->height = rghnd.height;
		this->length = rghnd.length;
		this->detail = new TYP_FR_MTRX[sz_mtrx];
		for (register unsigned i = 0u; i < sz_mtrx; i++)
			this->detail[i] = rghnd.detail[i];
	}
	else
	{
		this->height = this->length = 0;
		this->detail = nullptr;
	}
	return *this;
}

这样，当用函数返回值的时候，就不用担心其局部实例被析构掉，让我们指向一片非法内存了，而且这也避免了两个matrix<>指向同一片空间，一举两得。

在写项目的时候，就可以类似的这么去用，尽量确保每一片申请的内存空间都能被访问，即使因为各种原因无法完全确保，也需要我们将内存泄漏和内存碎片问题降到最低。至于原因，我想大家都知道，没有哪个用户喜欢一点开就死机的程序。

注：
1.本文原创，若转载请注明原作者和出处
2.实验环境：Windows 7旗舰版（正版）、G++编译器（GNUC++Compiler使用Code::Blocks作为IDE环境）
3.对malloc()也同样进行了测试，请C语言程序员放心