c++中如何实现简单的内存泄漏检测_c++重载new与delete操作符【详解】_技术教程

重载 new 和 delete 是内存泄漏检测的起点，因其能捕获所有 new/delete 的堆分配信息；需用 ::operator new/delete 调用原始版本，malloc/free 管理元数据，POD 结构体避免递归，并在全局析构时输出未释放块。

为什么重载
`new` 和 `delete` 是内存泄漏检测的起点

因为所有通过 new 分配、delete 释放的堆内存，都会经过这两个操作符。只要把它们替换成带记录逻辑的版本，就能捕获每次分配的位置、大小和指针地址——这是最轻量、最可控的检测入口，不依赖外部工具或编译器插桩。

但要注意：它只覆盖 operator new/operator delete，不拦截 malloc/free、new[]/delete[]（除非你显式重载它们），也不影响 STL 容器内部的分配器行为（除非你给容器传自定义分配器）。

全局重载会作用于整个翻译单元，包括第三方库代码，可能引发冲突；更安全的做法是仅在调试构建中启用，并用宏隔离
必须成对重载 new / delete、new[] / delete[]，否则释放时调用错函数会导致未定义行为
重载函数里不能再用 new（比如往 map 里 insert），否则会无限递归；应改用 malloc + free 管理自身元数据

如何用 `std::unordered_map` 记录分配信息（并避开递归）

核心思路是：在 operator new 中，用 malloc 分配一块固定结构体（含 size、file、line、stack trace 等），再把该结构体地址存进一个全局 std::unordered_map。所有操作都绕过 new，避免死循环。

关键细节：

AllocInfo 结构体必须是 POD 类型（无构造/析构），否则其自身分配又会触发重载
记录文件名和行号需借助 __FILE__ 和 __LINE__ 宏，因此重载函数最好定义为宏包装的内联函数，或使用带默认参数的 operator new(size_t, const char*, int) 定位版
Windows 下可用 CaptureStackBackTrace，Linux 下可用 backtrace + backtrace_symbols，但注意它们本身可能分配内存，需提前禁用检测或用预分配缓冲区

重载 `operator new` 时怎么保留原始行为并插入日志

不能直接调用 new，而要调用底层分配函数：::operator new(size)（加作用域解析符强制调用全局版本），否则会再次进入你的重载函数。

void* operator new(size_t size, const char* file, int line) {
    void* ptr = ::operator new(size); // ← 关键：用 :: 强制调用原始版本
    if (ptr) {
        AllocInfo* info = (AllocInfo*)malloc(sizeof(AllocInfo));
        info->size = size;
        info->file = file;
        info->line = line;
        g_alloc_map[ptr] = info;
    }
    return ptr;
}

对应地，operator delete 必须做反向清理：

void operator delete(void* ptr, const char* file, int line) noexcept {
    if (ptr) {
        auto it = g_alloc_map.find(ptr);
        if (it != g_alloc_map.end()) {
            free(it->second); // ← 用 free 释放 malloc 出来的 info
            g_alloc_map.erase(it);
        }
        ::operator delete(ptr); // ← 同样用 :: 调用原始 delete
    }
}

注意：C++11 起 operator delete 默认带 noexcept，你的重载也必须声明为 noexcept，否则链接失败。