如何正确释放 std::string 的内存

Question

当我不再需要使用一个在堆上分配的std::string时，最好的删除方式是什么？谢谢！

- bbosak

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@Ryan Mitchell：1）这个问题可以通过阅读大多数C++书籍的前两章轻松回答，2）有成千上万个完全重复的问题，3）表述不清楚，不清楚OP想要问什么。 - Lie Ryan

首先，是的，我对 C++ 相当新，并且我没有使用 C++ 书籍。我通过参考 MSDN 文库来学习 C++，但是我无法找到有关在堆上分配的字符串如何释放的具体信息，而且我不确定使用 DELETE 函数是否是一个好主意，或者我是否应该使用 free(&str) 或其他一些函数。我能理解为什么它可能会受到负评，但我之前已经尝试过 Google 和 MSDN，但找不到很好的答案，所以我决定在这里发帖，最终得到了我要找的答案。 - bbosak

@IDWMaster：C++不是一种通过到处阅读参考文档来学习的语言，我强烈建议您获取一本C++书籍并学习它。 - Matteo Italia

@IDWMaster：C++在语法上与C和C#相似，但在习惯用法上不同。 - Matteo Italia

IDWMaster: 获取一本书。如果我说“我可以飞这架飞机，毕竟我会开车！它们都有轮子。”你可能会笑。你的C#或C到C++的知识也同样适用。你不应该假装不同编程语言之间有1-1的功能映射关系来学习编程语言，它们之间存在差异是有原因的。像个新手一样去学习，不要自以为是。作为一个初学者，你没有任何权威来断言自己知道正在做什么；事实上你并不知道。听从我们的建议。 - GManNickG

Answer 1

std::string只是一个普通的类¹，因此通常的规则也适用。

如果你在栈上、全局变量或类成员中分配std::string对象，你不需要进行任何特别的操作。当它们超出作用域时，析构函数会被调用，并自动释放用于字符串的内存。

int MyUselessFunction()
{
    std::string mystring="Just a string.";
    // ...
    return 42;
    // no need to do anything, mystring goes out of scope and everything is cleaned up automatically
}

你只有在使用 new 运算符在堆上分配一个std::string对象时才需要处理；在这种情况下，就像使用 new 分配的任何对象一样，你必须调用delete释放它。

int MyUselessFunction()
{
    // for some reason you feel the need to allocate that string on the heap
    std::string * mystring= new std::string("Just a string.");
    // ...
    // deallocate it - notice that in the real world you'd use a smart pointer
    delete mystring;
    return 42;
}

正如这个例子所暗示的，通常情况下在堆上分配std::string是没有意义的，即使需要这样做，仍应该将指针封装在智能指针中，以避免甚至出现内存泄漏的风险（例如在异常情况、多个返回路径等情况下）。

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1. 实际上，std::string被定义为

   namespace std
   {
       typedef std::basic_string<char> string;
   };
   

   所以它是basic_string模板类用于字符类型char的实例化的同义词（这不会改变答案，但在Stack Overflow上，即使在新手问题上，你也必须很严谨）。

- Matteo Italia

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@Sergey Tachenov：std::basic_string<char>是一种模板特化，typedef为其创建了一个同义词；既然他说他懂C，我认为typedef的作用应该很明显；不过还是进行了修正，下次请随意进行编辑。 - Matteo Italia

@Matteo，看起来我在这里也是个新手。我一直认为“专业化”只指使用template<>语法的显式专业化或部分显式专业化。结果证明并非如此，对于误导性评论我感到抱歉。 - Sergei Tachenov

@Matteo，在发布上一条评论之前，我找到了这个定义：“从模板声明和一个或多个模板参数创建函数、类或类成员的新定义的行为称为模板实例化。从模板实例化创建的定义称为特化。”听起来很合理。 - Sergei Tachenov

如果我在全局范围内定义字符串 string aaa，然后在某个时刻将其设置为某个值 aaa = string("长字符串，例如文件内容......")。如果我再次进行赋值操作会发生什么？（即再次执行 aaa = string("另一个长字符串"）？第一个字符串是否会自动从堆中释放？ - Mike Keskinov

@MikeKeskinov：是的；两个赋值都会创建一个临时字符串，该字符串被移动分配给aaa；在赋值时，aaa的先前内容会自动释放，而（现在为空的）临时字符串将在表达式结束时销毁。请注意，不涉及临时变量的赋值行为略有不同（目标字符串的存储被回收以容纳新内容，而不是被释放，因此即使大于必要的容量，它也将保留现有容量），但您永远不会冒任何内存泄漏的风险：当std::string被销毁时，其内存会被释放。 - Matteo Italia

Answer 2

std::string foo("since it's on the stack, it will auto delete out of scope");

或：

std::string* foo = new std::string("allocated on the heap needs explicit destruction")
delete foo;

- PrettyPrincessKitty FS

Answer 3

如果变量在堆上，使用delete释放；如果变量在栈上，则无需释放。

- Oliver Charlesworth

Answer 4

如果您想清除内部std::string的分配，您需要以下内容：

std::string str;

// fill str with 250 chars

str.clear(); // clears the content: size = 0, capacity = 250
str.shrink_to_fit(); // shrinks the capacity: size = 0, capacity = 16 or 22 (depends on implementation) 

- NutCracker

Answer 5

void foo() {
    string* myString = new string("heap-allocated objects are deleted on 'delete myString;'");
    cout << *myString << endl;
    delete myString;
}

或者更好的方法是尽可能避免使用指针，而是使用自动变量：

void foo() {
    string myString("stack-allocated string is automatically deleted when myString goes out of scope");
    cout << myString << endl;
}

- Lie Ryan

Answer 6

也许你正在处理释放内部字符串缓冲区的问题？

出于性能原因，大多数实现都会保留内部缓冲区的分配，即使字符串已经“清空”。此外：小字符串（小于sizeof(ptr)）直接存储在保存指针的区域中。这些字节在字符串的生命周期内永远无法被回收。

要释放内部资源：经典的技巧是在作用域内使用swap。这将强制缓冲区真正释放（也适用于vector/map/ostream/stringstream等...）：

string s;                                               // size==0 and capacity==15 as the default proxy of the container (help perf on small string)
s = "Looooooooooooooooooooooooooooooong String";        // size==41 and capacity==47 bytes allocated
s.clear();                                              // size==0  BUT capacity==47 bytes STILL allocated!!
        
s = "Looooooooooooooooooooooooooooooong String";        // size==41 and capacity reuse 47 bytes still allocated. 
s.resize(0);                                            // size==0  BUT capacity==47 bytes STILL allocated!!
// swap with scope to force freeing string internals
{ 
    string o;
    o.swap(s);
}                                                       // size==0 AND capacity==15 (back to smallest footprint possible)
s = "12345";                                            // size==5 AND capacity==15 (the string is IN the container, no new alloc)

- Gordon88

Answer 7

只需将std :: string视为任何基本类型即可。

std::string *str = new std::string("whatever");
///code
delete str;

- yu quan

Answer 8

您可以像对待其他类一样处理std::string。使用new进行分配，完成后使用delete释放。 在C++11中，我不建议在大多数情况下使用new和delete。如果需要在堆上分配字符串，请使用std::shared_ptr进行包装：

std::shared_ptr<std::string> my_string = std::make_shared<std::string>(std::string("My string"));

一旦所有my_string的副本超出范围，相关内存将自动删除。

- user4580891

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std::shared_ptr 的存在是为了提供优雅的代理共享所有权语义和自动引用计数，而不是为了使堆分配更容易。然而，std::unique_ptr 是完全不同的故事。在建议使用任何一个之前，提到使用两者的影响可能是明智的... - Mateusz Grzejek