从堆中删除 C++ 数组和内存泄漏

Question

我有一个关于从堆内存中删除数组的问题。在一本书和this blog 和其他资源such as this one 中，我读到要从堆中删除一个数组，我们必须在delete 关键字之后使用[]，这样如果我们不使用[]，我们会有内存泄漏。

例如，考虑下面的代码。

//constructing array
int *s = new int[10];


// deleting array from heap
delete [] s;

我在 Linux 中测试了这个小程序，使用 valgrind 包来检查有多少内存泄漏是由错误的编码引起的。在Linux中通过以下命令，我看到一切都很好

sudo valgrind --leak-check=full ./<path_to_exe_file>

这是 Linux 命令的输出

 ==4565== HEAP SUMMARY:
 ==4565==     in use at exit: 0 bytes in 0 blocks
 ==4565==   total heap usage: 1 allocs, 1 frees, 40 bytes allocated
 ==4565== 
 ==4565== All heap blocks were freed -- no leaks are possible

但是，当我尝试使用 delete 而不使用 [] 时，我的问题出现了。 valgrind 的输出显示所有堆内存已被释放。它是否正确？或valgrind 没有意识到堆没有被释放并且数组的某些部分仍然在那里！！？如果valgrind无法检测到这种内存泄漏，有没有其他包可以检测到这种情况？

Answer 1

在不使用[] 的情况下对数组调用delete 会导致未定义的行为。未定义的行为可能是数组被正确删除，这似乎是您观察到的。但是，您不能依赖它。

Answer 2

Martin Broadhurst 已经给出了正确的language-lawyer answer。我将给出技术细节的答案：

使用delete[] 而不是delete 的要点是，delete 运算符无法知道传递的指针是指向数组还是指向单个对象。因此，delete 只删除一个对象，而delete[] 调用一些额外的魔法来恢复数组的大小，然后继续删除所有元素。

现在删除包含两个不同的部分：

1. 必须通过调用析构函数来销毁对象。对于数组，这意味着对每个数组元素调用一次析构函数。

2. 必须将已使用的内存标记为空闲，以便可以重复使用。这是 C++ 中全局 operator delete() 的工作。由于数组是连续存储的，因此这是对整个数组的一次调用。

valgrind 只关心内存。因此，它会挂钩内存分配函数，如malloc()、free()、operator new() 和operator delete()。

当您调用delete 而不是delete[] 时会发生什么，第一个对象被破坏，并且指针被传递给operator delete()。 operator delete() 不知道存储在内存区域内的对象，无论如何它们已经被销毁，因此它会成功地将内存区域标记为空闲。 valgrind 看到这个 operator delete() 调用，并且很高兴，因为所有内存都可以重用。但是，您的代码未能正确破坏除第一个数组元素之外的所有元素。这很糟糕。