內(nèi)存分配方式有三種:
(1) 從靜態(tài)存儲區(qū)域分配。內(nèi)存在程序編譯的時候就已經(jīng)分配好,這塊內(nèi)存在程序的
整個運行期間都存在。例如全局變量,static 變量。
(2) 在棧上創(chuàng)建。在執(zhí)行函數(shù)時,函數(shù)內(nèi)局部變量的存儲單元都可以在棧上創(chuàng)建,函
數(shù)執(zhí)行結(jié)束時這些存儲單元自動被釋放。棧內(nèi)存分配運算內(nèi)置于處理器的指令集
中,效率很高,但是分配的內(nèi)存容量有限。
(3) 從堆上分配,亦稱動態(tài)內(nèi)存分配。程序在運行的時候用malloc 或new 申請任意多
少的內(nèi)存,程序員自己負(fù)責(zé)在何時用free 或delete 釋放內(nèi)存。動態(tài)內(nèi)存的生存期
由我們決定,使用非常靈活,但問題也最多。
?? 內(nèi)存分配未成功,卻使用了它。
編程新手常犯這種錯誤,因為他們沒有意識到內(nèi)存分配會不成功。常用解決辦法是,
在使用內(nèi)存之前檢查指針是否為NULL。如果指針p 是函數(shù)的參數(shù),那么在函數(shù)的入口
處用assert(p!=NULL)進(jìn)行檢查。如果是用malloc 或new 來申請內(nèi)存,應(yīng)該用if(p==NULL)
或if(p!=NULL)進(jìn)行防錯處理。
?? 內(nèi)存分配雖然成功,但是尚未初始化就引用它。
?? 內(nèi)存分配成功并且已經(jīng)初始化,但操作越過了內(nèi)存的邊界。
?? 忘記了釋放內(nèi)存,造成內(nèi)存泄露。
含有這種錯誤的函數(shù)每被調(diào)用一次就丟失一塊內(nèi)存。剛開始時系統(tǒng)的內(nèi)存充足,你
看不到錯誤。終有一次程序突然死掉,系統(tǒng)出現(xiàn)提示:內(nèi)存耗盡。
動態(tài)內(nèi)存的申請與釋放必須配對,程序中malloc 與free 的使用次數(shù)一定要相同,否
則肯定有錯誤(new/delete 同理)。
?? 釋放了內(nèi)存卻繼續(xù)使用它。
有三種情況:
(1)程序中的對象調(diào)用關(guān)系過于復(fù)雜,實在難以搞清楚某個對象究竟是否已經(jīng)釋放了內(nèi)
存,此時應(yīng)該重新設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),從根本上解決對象管理的混亂局面。
(2)函數(shù)的return 語句寫錯了,注意不要返回指向“棧內(nèi)存”的“指針”或者“引用”,
因為該內(nèi)存在函數(shù)體結(jié)束時被自動銷毀。
(3)使用free 或delete 釋放了內(nèi)存后,沒有將指針設(shè)置為NULL。導(dǎo)致產(chǎn)生“野指針”
指針參數(shù)是如何傳遞內(nèi)存的?
如果函數(shù)的參數(shù)是一個指針,不要指望用該指針去申請動態(tài)內(nèi)存
Test 函數(shù)的語句GetMemory(str, 200)并沒有使str 獲得期望的內(nèi)存,str 依舊是NULL,
為什么?
void GetMemory(char *p, int num)
{
p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
}
void Test(void)
{
char *str = NULL;
GetMemory(str, 100); // str 仍然為 NULL
strcpy(str, "hello"); // 運行錯誤
}
毛病出在函數(shù)GetMemory 中。編譯器總是要為函數(shù)的每個參數(shù)制作臨時副本,指針
參數(shù)p 的副本是 _p,編譯器使 _p = p。如果函數(shù)體內(nèi)的程序修改了_p 的內(nèi)容,就導(dǎo)致
參數(shù)p 的內(nèi)容作相應(yīng)的修改。這就是指針可以用作輸出參數(shù)的原因。在本例中,_p 申請
了新的內(nèi)存,只是把_p 所指的內(nèi)存地址改變了,但是p 絲毫未變。所以函數(shù)GetMemory
并不能輸出任何東西。事實上,每執(zhí)行一次GetMemory 就會泄露一塊內(nèi)存,因為沒有用
free 釋放內(nèi)存。
如果非得要用指針參數(shù)去申請內(nèi)存,那么應(yīng)該改用“指向指針的指針”
void GetMemory2(char **p, int num)
{
*p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
}
void Test2(void)
{
char *str = NULL;
GetMemory2(&str, 100); // 注意參數(shù)是 &str,而不是str
strcpy(str, "hello");
cout<< str << endl;
free(str);
}
由于“指向指針的指針”這個概念不容易理解,我們可以用函數(shù)返回值來傳遞動態(tài)
內(nèi)存。這種方法更加簡單
char *GetMemory3(int num)
{
char *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
return p;
}
void Test3(void)
{
char *str = NULL;
str = GetMemory3(100);
strcpy(str, "hello");
cout<< str << endl;
free(str);
}
用函數(shù)返回值來傳遞動態(tài)內(nèi)存這種方法雖然好用,但是常常有人把return 語句用錯
了。這里強調(diào)不要用return 語句返回指向“棧內(nèi)存”的指針,因為該內(nèi)存在函數(shù)結(jié)束時
自動消亡
char *GetString(void)
{
char p[] = "hello world";
return p; // 編譯器將提出警告
}
void Test4(void)
{
char *str = NULL;
str = GetString(); // str 的內(nèi)容是垃圾
cout<< str << endl;
}
用調(diào)試器逐步跟蹤Test4,發(fā)現(xiàn)執(zhí)行str = GetString 語句后str 不再是NULL 指針,
但是str 的內(nèi)容不是“hello world”而是垃圾。
char *GetString2(void)
{
char *p = "hello world";
return p;
}
void Test5(void)
{
char *str = NULL;
str = GetString2();
cout<< str << endl;
}
函數(shù)Test5 運行雖然不會出錯,但是函數(shù)GetString2 的設(shè)計概念卻是錯誤的。因為
GetString2 內(nèi)的“hello world”是常量字符串,位于靜態(tài)存儲區(qū),它在程序生命期內(nèi)
恒定不變。無論什么時候調(diào)用GetString2,它返回的始終是同一個“只讀”的內(nèi)存塊。