问题

LeetCode上 C++ 官方题解为什么有很多没有写delete,不会内存泄漏么?面试时也可以么?

回答
这个问题问得很好,而且在实际编程中确实是大家经常会遇到的一个点。我们来深入聊聊 LeetCode 官方 C++ 解题中很多时候不写 `delete` 的原因,以及这是否意味着没有内存泄漏,以及在面试中是否可以这样操作。

为什么 LeetCode 官方题解很多不写 `delete`?

这背后其实是几个关键因素的综合作用:

1. 题目环境与生命周期管理: LeetCode 的编程环境是一个高度受控的沙箱。当你提交一个 C++ 代码时,平台会为你创建一个独立的进程来执行你的代码。这个进程的生命周期是有限的。当你的程序执行完毕(无论是正常结束还是异常终止),操作系统都会负责回收该进程所占用的所有内存资源。这意味着,即使你在代码中动态分配了内存但没有显式释放,一旦程序结束,操作系统也会“兜底”清理,你的“泄漏”在 LeetCode 这个特定环境中并不会导致全局性的问题,也不会影响下一个测试用例的运行。

2. 专注于算法本身: LeetCode 的核心目的是考察算法和数据结构的设计能力。通常情况下,题目中给出的输入数据结构(比如 `vector`,或者自定义的链表节点)的内存管理,是由 LeetCode 的测试框架来处理的。它们会负责创建这些输入数据,并在你的函数执行完毕后自动销毁它们。你的任务只是在这个框架提供的环境中,通过函数返回的结果或者修改输入数据来体现你的算法逻辑。如果你在函数内部动态创建了一些对象(例如,用 `new`),并且它们的作用域仅限于你的函数内部,那么在函数返回后,如果这些对象没有被 `delete`,理论上确实会造成内存泄漏。但由于前一点提到的沙箱机制,这种“泄漏”在 LeetCode 的单次测试中影响不大。

3. 简化示例代码: 为了让用户更专注于算法逻辑,官方题解通常会尽量保持代码的简洁性。如果一个问题不强制要求你管理复杂的动态内存,那么在代码中增加 `new` 和 `delete` 对,反而会分散注意力,让代码看起来更复杂。很多时候,即使可以用 `new` 来创建一些数据结构(比如一个临时的链表节点),但如果可以直接利用题目提供的输入结构或者栈上的变量来解决问题,官方题解会倾向于后者,这样就不需要 `delete` 了。

4. C++ 现代特性的引入: 现代 C++ 提倡使用智能指针(如 `std::unique_ptr` 和 `std::shared_ptr`)来管理动态内存。这些智能指针通过 RAII(Resource Acquisition Is Initialization)原则,能够在对象离开作用域时自动释放其管理的内存,从而避免手动调用 `delete`。如果官方题解使用了智能指针,那么 `delete` 自然也就不会出现。但即便是没有使用智能指针的题目,也可能因为上面提到的原因而省略 `delete`。

这是否意味着不会内存泄漏?

不,这并不意味着不会内存泄漏。

严格来说,只要你使用了 `new` 分配了内存,但没有对应的 `delete`,那么在程序生命周期结束前,这块内存确实是“泄漏”了。只不过在 LeetCode 的测试环境中,这种泄漏的后果被“掩盖”了。

内存泄漏是指动态分配的内存,在不再需要时,没有被正确释放,导致这部分内存无法再被程序使用,直到程序终止。

在你的本地开发环境中,或者在需要长时间运行、并且需要反复分配和释放内存的真实应用程序中,不写 `delete` 绝对是会导致内存泄漏的,并且会带来严重的后果:

内存占用不断增加: 程序占用的内存会随着时间的推移而不断增长。
性能下降: 系统可能因为内存不足而频繁进行磁盘交换(swapping),导致整体性能急剧下降。
程序崩溃: 在极端情况下,内存耗尽会导致程序甚至整个系统崩溃。

面试时也可以这么做吗?

在面试时,强烈不建议你仅仅因为 LeetCode 官方题解是这么写的,就完全省略 `delete`。

面试的目的是展示你作为一名程序员的综合能力,这包括对内存管理的理解。面试官更关心的是你是否理解 C++ 的内存模型,是否知道如何安全地管理动态分配的资源。

以下是一些面试中处理这类情况的建议:

1. 写上 `delete`,并说明理由: 如果你在函数内部通过 `new` 创建了对象,并且这些对象的生命周期和你函数的执行过程相关联,那么在函数返回前写上 `delete` 是一个好的实践。你甚至可以在代码中加上注释,解释为什么在这里需要 `delete`。
```cpp
// 示例:假设你在某个函数内部创建了一个动态数组
int arr = new int[10];
// ... 使用 arr ...
delete[] arr; // 确保在不再需要时释放内存
```

2. 使用智能指针: 这是更现代、更安全的方式。如果你能熟练使用 `std::unique_ptr` 或 `std::shared_ptr`,那会给面试官留下深刻印象。智能指针可以自动管理内存,避免手动 `delete` 的麻烦和错误。
```cpp
include

// 示例:使用 unique_ptr
std::unique_ptr arr(new int[10]);
// ... 使用 arr.get() ...
// 当 arr 离开作用域时,内存会自动释放
```

3. 解释 LeetCode 环境的特殊性: 如果你觉得有必要,可以提及 LeetCode 的沙箱环境特点,解释为什么官方题解可能会省略 `delete`,并强调在真实项目中这种做法是不妥的。这能展示你对环境差异的敏感度和深刻理解。
“我注意到 LeetCode 上的官方题解很多省略了 `delete`,这是因为 LeetCode 的测试环境会在程序结束后回收所有资源。但在实际的 C++ 开发中,如果不手动释放 `new` 分配的内存,就会导致内存泄漏。为了安全起见,我更倾向于使用智能指针或者确保每次 `new` 都有对应的 `delete`。”

4. 明确对象的所有权: 在面试交流中,可以和面试官确认你创建的对象的所有权归属,以及谁应该负责释放它。

总结一下:

LeetCode 官方题解不写 `delete`,主要是因为其特殊的测试环境和为了简化代码、专注于算法。但这并不代表在 C++ 中可以随意忽略内存管理。在面试时,展现你对内存管理(包括 `new`/`delete` 和智能指针)的深刻理解和安全编码习惯,比照搬 LeetCode 上的简化代码更重要。 始终记住,在非沙箱环境中,不配对的 `new` 和 `delete` 几乎总是错误的。

网友意见

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谁分配的谁释放。

题目中的指针不是你分配的,如果你释放了,题目要判错。

即便面试的时候,释放了不是你自己分配的指针也是要扣分的。

因为释放了不是自己分配的指针可能会导致双重释放。


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在你给出的截图中的代码里,ListNode 删除后不 delete 没有任何问题。


首先,这个 ListNode 不是你 new 出来的;你也不知道链表整体的实现;你不知道 ListNode 是不是由这个链表全权管理的;你也不知道你所写的 removeElements 函数是否真的是一个 ListNode 的生命周期的结束。

因此,你不能 delete 这个 ListNode - 如果它在别的地方还要用呢?从链表中删除,并不意味着这个对象不再有存在的必要。最好的方法,是谁 new 的,让谁 delete. 你既然没有被要求管理 ListNode 对象的生命周期,就最好不要主动来做这件事情。(当然,很多时候,你不做,我不做,最后就泄露了 2333)


其次,你甚至不知道这个 ListNode 能不能被 delete - 它有可能根本不是开在堆上面的,也就是说,它根本不是 new 出来的。C++ 允许我们像这样直接在栈上创建对象,而不需要使用 new:

       // 对象开在栈上,不能被 delete ListNode n = ListNode(1); // 对象开在堆上,需要被 delete ListNode *p = new ListNode(1);      

在这个题目里,你并不能确定这一点,因此也就不能去 delete 它。

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除了已经被反复强调的答案之外,一个被很多答主有意无意间忽略的事情是,正确的答案不仅仅是「不需要」delete,甚至应该是「不应当」delete,至少在题主给出的例子里是这样。

原因在于,入口函数只是提供了一个指针变量,并没有告诉你这个指针是从何而来,它即可能是被构造在栈上,也可能是通过 malloc 等方式在堆上构造。在这两种情况下,使用 delete 都会引发未定义行为,而未定义行为的危害比内存泄露可大多了。

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