从零开始学C++之重载 operator new 和 operator delete 实现一个简单内存泄漏跟踪器

先来说下实现思路：可以实现一个Trace类，调用 operator new 的时候就将指向分配内存的指针、当前文件、当前行等信息添加进Trace 成员map容器内，在调用operator delete 的时候删除这些信息。定义一个全局Trace 对象，当程序结束，对象析构时判断成员map 是否还有信息，如果有则打印出来，表示已经发生内存泄漏，从输出可以看出是哪一个文件哪一行分配了内存但没有释放掉。

DebugNew.h：

 C++ Code 

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#ifndef _DEBUG_NEW_H_ #define _DEBUG_NEW_H_ #ifndef NDEBUG #include "Tracer.h" #define new new(__FILE__, __LINE__) #endif // NDEBUG #endif // _DEBUG_NEW_H_

Trace.h：

 C++ Code 

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#ifndef _TRACER_H_ #define _TRACER_H_ #include <map> #ifndef NDEBUG void *operator new(size_t size, const char *file, long line); void operator delete(void *p); void *operator new[](size_t size, const char *file, long line); void operator delete[](void *p); class Tracer { private:     class Entry     {     public:         Entry(const char *file = 0, long line = 0)             : file_(file), line_(line) {}         const char *File() const         {             return file_;         }         long Line() const         {             return line_;         }     private:         const char *file_;         long line_;     }; public:     Tracer();     ~Tracer();     static bool Ready;     void Add(void *p, const char *file, long line);     void Remove(void *p);     void Dump(); private:     std::map<void *, Entry> mapEntry_; }; #endif // NDEBUG #endif // _TRACER_H_

Trace.cpp：

 C++ Code 

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#include <iostream> #include "Tracer.h" #ifndef NDEBUG bool Tracer::Ready = false; Tracer::Tracer() {     Ready = true; } Tracer::~Tracer() {     Ready = false;     Dump(); } void Tracer::Add(void *p, const char *file, long line) {     mapEntry_[p] = Entry(file, line); } void Tracer::Remove(void *p) {     std::map<void *, Entry>::iterator it;     it = mapEntry_.find(p);     if (it != mapEntry_.end())     {         mapEntry_.erase(it);     } } void Tracer::Dump() {     if (mapEntry_.size() > 0)     {         std::cout << "*** Memory leak(s):" << std::endl;         std::map<void *, Entry>::iterator it;         for (it = mapEntry_.begin(); it != mapEntry_.end(); ++it)         {             const char *file = it->second.File();             long line = it->second.Line();             int addr = reinterpret_cast<int>(it->first);             std::cout << "0x" << std::hex << addr << ": "                       << file << ", line " << std::dec << line << std::endl;         }         std::cout << std::endl;     } } Tracer NewTrace; void *operator new(size_t size, const char *file, long line) {     void *p = malloc(size);     if (Tracer::Ready)     {         NewTrace.Add(p, file, line);     }     return p; } void operator delete(void *p) {     if (Tracer::Ready)     {         NewTrace.Remove(p);     }     free(p); } void *operator new[](size_t size, const char *file, long line) {     void *p = malloc(size);     if (Tracer::Ready)     {         NewTrace.Add(p, file, line);     }     return p; } void operator delete[](void *p) {     if (Tracer::Ready)     {         NewTrace.Remove(p);     }     free(p); } #endif // #ifndef NDEBUG

main.cpp：

 C++ Code 

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#include <iostream> using namespace std; #include "DebugNew.h" int main(void) {     int *p = new int;     /*delete p;*/     int *p2 = new int[5];     /*delete[] p2;*/     return 0; }

程序 #define new new(__FILE__, __LINE__);
是为了利用__FILE__, 和 __LINE__两个宏，分别代表文件名和行数。分别重载了

operator new 和 operator new[]  函数以及对应的delete，更详细的讨论可以参见这里。当全局对象NewTrace
析构时调用Dump成员

函数，如果new 和　delete 没有匹配，那么map将存在泄漏信息，并打印出来。

此外只在Debug版本（没有定义NDEBUG）才跟踪内存泄漏，所以加上#ifndef NDEBUG
... #endif 

而由于一般的C++库中可能没有#define new new(__FILE__, __LINE__);
 即调用的还是原始的new，但现在程序中并没有重载这种类

型的new和delete函数，故并不能跟踪类似map容器之类的内存泄漏，但一般正常使用C++库容器的话，是不会造成内存泄漏的，

C++库已经实现得比较完善了，至少比我们自己写的程序要好很多。

参考：

C++ primer 第四版

Effective C++ 3rd

C++编程规范