一个简单的内存泄漏检测C工具

　　这个内存泄漏检测工具很简单，只能检测同一个模块，同一个线程中发送的内存泄漏，对于在编写代码过程中的代码调试有一定的帮助。如果要在集成测试或功能测试中检测内存泄漏，还需借助专门的工具。

1. 先取向malloc，free和calloc这几个标识符的定义：注意这一步非常重要，否则后面的malloc、free和calloc函数会和我们稍后在头文件中定义的宏冲突

// 取消malloc, calloc, free的宏定义#undef malloc#undef calloc#undef free

2. 定义保存内存信息的单向链表

/** * 定义链表节点，表示一个内存泄漏信息 */typedef struct _mem_node{void *ptr;// 泄漏内存地址size_t block;// 泄漏内存大小size_t line;// 泄露发生的代码行char *filename;// 泄漏发生的文件名struct _mem_node *next;// 下一个节点指针} mem_node;// 定义指向头节点的指针mem_node *head = NULL;

3. 用于将节点加入单项链表的函数

/** * 产生一个节点并加入链表 * @param ptr 分配的内存地址 * @param block 分配的内存单元大小 * @param line 代码行号 * @param filename 文件名称 */static void mem_node_add(void *ptr, size_t block, size_t line, char *filename){// 产生节点mem_node *node = malloc(sizeof(mem_node));node->ptr = ptr;node->block = block;node->line = line;node->filename = filename;node->next = NULL;// 加入链表头节点if (head){node->next = head;head = node;}elsehead = node;}

4. 从单项链表中删除节点的函数

/** * 从链表中删除一个节点 * @param ptr 分配的内存地址 */static void mem_node_remove(void *ptr){// 判断头节点是否存在if (head){// 处理头节点if (head->ptr == ptr){// 获取头节点的下一个节点mem_node *pn = head->next;// 删除头节点free(head);// 令头节点指针指向下一个节点head = pn;}else// 判断链表是否为空{// 指向节点的指针mem_node *pn = head->next;// 指向前一个节点的指针mem_node *pc = head;// 遍历所有节点while (pn){// 获取指向下一个节点的指针mem_node *pnext = pn->next;if (pn->ptr == ptr){pc->next = pnext;// 删除当前节点free(pn);}elsepc = pc->next;pn = pnext;}}}}

5. 显示内存泄露信息报告

/** * 显示内存泄漏信息 */void show_block(){if (head){// 保存总内存泄漏数量size_t total = 0;// 指向头节点的指针mem_node *pn = head;// 输出标题puts("\n\n-------------------------------内存泄漏报告------------------------------------\n");// 遍历链表while (pn){mem_node *pnext = pn->next;// 处理文件名char *pfile = pn->filename, *plast = pn->filename;while (*pfile){// 找到\字符if (*pfile == '\\')plast = pfile + 1;// 获取\字符的位置pfile++;}// 输出内存泄漏信息printf("位置:%s(%d), 地址:%p(%dbyte)\n", plast, pn->line, pn->ptr, pn->block);// 累加内存泄漏总量total += pn->block;// 删除链表节点free(pn);// 指向下一个节点pn = pnext;}printf("总计内存泄漏:%dbyte\n", total);}}

6. 定义调试用malloc函数

/** * 用于调试的malloc函数 * @param elem_size 分配内存大小 * @param filename 文件名称 * @param line 代码行号 */void *dbg_malloc(size_t elem_size, char *filename, size_t line){void *ptr = malloc(elem_size);// 将分配内存的地址加入链表mem_node_add(ptr, elem_size, line, filename);return ptr;}

7. 定义调试用的calloc函数

/** * 用于调试的calloc函数 * @param count 分配内存单元数量 * @param elem_size 每单元内存大小 * @param filename 文件名称 * @param line 代码行号 */void *dbg_calloc(size_t count, size_t elem_size, char *filename, size_t line){void *ptr = calloc(count, elem_size);// 将分配内存的地址加入链表mem_node_add(ptr, elem_size * count, line, filename);return ptr;}

8. 定义调试用的free函数

/** * 用于调试的free函数 * @param ptr 要释放的内存地址 */void dbg_free(void *ptr){free(ptr);// 从链表中删除节点mem_node_remove(ptr);}

　　上述代码应包含在一个C文件中（例如memcheck.c），完成上述步骤，就可以利用这一组函数来检测内存泄露了，需要定义如下头文件，该头文件应该被书写上述函数的C文件include：

#ifndef _MEM_CHECK_H#define _MEM_CHECK_H#include <stdlib.h>// instead of malloc#define malloc(s) dbg_malloc(s, __FILE__, __LINE__)// instead of calloc#define calloc(c, s) dbg_calloc(c, s, __FILE__, __LINE__)// instead of free#define free(p) dbg_free(p)/** * allocation memory */void *dbg_malloc(size_t elem_size, char *filename, size_t line);/** * allocation and zero memory */void *dbg_calloc(size_t count, size_t elem_size, char *filename, size_t line);/** * deallocate memory */void dbg_free(void *ptr);/** * show memory leake report */void show_block();#endif // _MEM_CHECK_H

　　使用的时候只需要包含上述头文件（例如命名为memcheck.h），并将上述C文件引入到项目中即可。测试代码如下：

#ifdef DEBUG#include "memcheck.h"#endifint main(){int* p;#ifdef DEBUGatexit(show_block); // 在程序结束后显示内存泄漏报告#endif // DEBUG// 分配内存并不回收，显示内存泄漏报告p = (int*)malloc(1000);return 0;}