C++中new Mystring是否引发内存泄漏？无new写法报错解析

说明：以下内容为课程练习场景，仅用于学习底层内存管理知识，不建议使用std::string替代。

一、带new的operator+是否存在内存泄漏？ #

先看你提供的带new的重载代码：

Mystring Mystring::operator+(const Mystring rhs) {
    Mystring *temp = new Mystring { *this };
    int a = strcat_s(temp->str, strlen(str) + strlen(rhs.str)+1, rhs.str);
    return (*temp);
}

结论：必然存在内存泄漏 #

• 泄漏原因：new Mystring在堆上分配了一个Mystring对象，返回*temp时，会通过拷贝/移动构造创建一个临时对象返回给调用者，但堆上由temp指针指向的原始对象，没有任何代码会调用delete去释放它——函数结束后temp指针出作用域消失，再也无法定位到这个堆对象，导致这块内存永久无法回收。
• 代码运行无错误的假象：程序结束后操作系统会回收所有进程占用的内存，所以不会触发运行时错误，但在程序运行期间，泄漏的内存一直被占用，属于隐性内存泄漏。

内存泄漏检测方法 #

• 使用VS自带的CRT检测：在main函数末尾添加_CrtDumpMemoryLeaks();，程序结束后会在输出窗口显示泄漏的内存块详情。
• 使用Valgrind（Linux/macOS）：通过valgrind --leak-check=full ./your_program命令运行，会输出详细的泄漏报告。

二、无new的写法为什么触发堆损坏？ #

你尝试的无new代码：

Mystring Mystring::operator+(const Mystring rhs) {
    Mystring temp { *this };
    int a = strcat_s(temp.str, strlen(str) + strlen(rhs.str)+1, rhs.str);
    return (temp);
}

问题根源：内存越界写入 #

• temp通过拷贝构造创建时，拷贝构造函数只为temp.str分配了原字符串长度+1的内存（比如原字符串是"FRANK"，长度5，分配6字节）。
• 调用strcat_s时，你传入的缓冲区大小是两个字符串总长度+1（5+5+1=11），但temp.str实际只有6字节空间。strcat_s会尝试写入超出已分配内存的区域，直接破坏堆结构，触发HEAP CORRUPTION DETECTED错误。
• 这个问题和返回时的拷贝/移动操作无关，只要内存越界，后续的析构操作（释放内存）必然会触发错误。

三、不使用new的正确实现方式 #

当然存在，核心是先为合并后的字符串分配足够内存，再执行拷贝和拼接，以下是两种可行写法：

写法一：基于现有构造函数扩展 #

Mystring Mystring::operator+(const Mystring& rhs) const {
    // 计算合并后字符串的总长度（含终止符）
    size_t total_len = strlen(this->str) + strlen(rhs.str) + 1;
    
    // 创建临时对象，先释放默认构造的1字节内存
    Mystring temp;
    delete[] temp.str;
    // 分配足够容纳合并后字符串的内存
    temp.str = new char[total_len];
    
    // 拷贝当前对象字符串，再追加rhs的字符串
    strcpy_s(temp.str, total_len, this->str);
    strcat_s(temp.str, total_len, rhs.str);
    
    return temp;
}

写法二：用临时char数组中转 #

Mystring Mystring::operator+(const Mystring& rhs) const {
    size_t total_len = strlen(str) + strlen(rhs.str) + 1;
    // 先分配临时char数组存储合并后的字符串
    char* combined = new char[total_len];
    
    strcpy_s(combined, total_len, str);
    strcat_s(combined, total_len, rhs.str);
    
    // 用临时数组初始化Mystring对象，再释放临时数组
    Mystring temp(combined);
    delete[] combined;
    
    return temp;
}

关键注意点 #

• 将参数改为const Mystring& rhs，避免不必要的拷贝，提升效率。
• 成员函数添加const修饰，因为加法操作不应该修改当前对象。
• 必须确保拼接前分配的内存足够容纳两个字符串加终止符，彻底避免内存越界。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Julian A. Tinao