而以我現(xiàn)在的認(rèn)知來看,只有極少數(shù)的programer敢拍著胸脯說,非常熟悉內(nèi)存操作,手到擒來不會(huì)排雷。針對(duì)這個(gè)情況,我要求自己在盡量去探索,以求少埋雷、甚至不埋雷(這是一個(gè)很大的挑戰(zhàn))。以下內(nèi)容摘自《高質(zhì)量C++/C編程指南》(作者: 林銳 博士),以警醒自己。更多詳細(xì)、深入的東西有待我繼續(xù)深入調(diào)查、學(xué)習(xí)。
1、內(nèi)存分配方式
內(nèi)存分配方式有三種:
(1) 從靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)域分配。內(nèi)存在程序編譯的時(shí)候就已經(jīng)分配好,這塊內(nèi)存在程序的整個(gè)運(yùn)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(shí),函數(shù)內(nèi)局部變量的存儲(chǔ)單元都可以在棧上創(chuàng)建,函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時(shí)這些存儲(chǔ)單元自動(dòng)被釋放。棧內(nèi)存分配運(yùn)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(dòng)態(tài)內(nèi)存分配。程序在運(yùn)行的時(shí)候用malloc或new申請(qǐng)任意多少的內(nèi)存,程序員自己負(fù)責(zé)在何時(shí)用free或delete釋放內(nèi)存。動(dòng)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。
2、常見的內(nèi)存錯(cuò)誤及其對(duì)策
發(fā)生內(nèi)存錯(cuò)誤是件非常麻煩的事情。編譯器不能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)這些錯(cuò)誤,通常是在程序運(yùn)行時(shí)才能捕捉到。而這些錯(cuò)誤大多沒有明顯的癥狀,時(shí)隱時(shí)現(xiàn),增加了改錯(cuò)的難度。有時(shí)用戶怒氣沖沖地把你找來,程序卻沒有發(fā)生任何問題,你一走,錯(cuò)誤又發(fā)作了。
常見的內(nèi)存錯(cuò)誤及其對(duì)策如下:
釋放了內(nèi)存卻繼續(xù)使用它。
有三種情況:
(1)程序中的對(duì)象調(diào)用關(guān)系過于復(fù)雜,實(shí)在難以搞清楚某個(gè)對(duì)象究竟是否已經(jīng)釋放了內(nèi)存,此時(shí)應(yīng)該重新設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),從根本上解決對(duì)象管理的混亂局面。
(2)函數(shù)的return語(yǔ)句寫錯(cuò)了,注意不要返回指向“棧內(nèi)存”的“指針”或者“引用”,因?yàn)樵搩?nèi)存在函數(shù)體結(jié)束時(shí)被自動(dòng)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”。
【規(guī)則1】用malloc或new申請(qǐng)內(nèi)存之后,應(yīng)該立即檢查指針值是否為NULL。防止使用指針值為NULL的內(nèi)存。
【規(guī)則2】不要忘記為數(shù)組和動(dòng)態(tài)內(nèi)存賦初值。防止將未被初始化的內(nèi)存作為右值使用。
【規(guī)則3】避免數(shù)組或指針的下標(biāo)越界,特別要當(dāng)心發(fā)生“多1”或者“少1”操作。
【規(guī)則4】動(dòng)態(tài)內(nèi)存的申請(qǐng)與釋放必須配對(duì),防止內(nèi)存泄漏。
【規(guī)則5】用free或delete釋放了內(nèi)存之后,立即將指針設(shè)置為NULL,防止產(chǎn)生“野指針”。
忘記了釋放內(nèi)存,造成內(nèi)存泄露。
含有這種錯(cuò)誤的函數(shù)每被調(diào)用一次就丟失一塊內(nèi)存。剛開始時(shí)系統(tǒng)的內(nèi)存充足,你看不到錯(cuò)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(dòng)態(tài)內(nèi)存的申請(qǐng)與釋放必須配對(duì),程序中malloc與free的使用次數(shù)一定要相同,否則肯定有錯(cuò)誤(new/delete同理)。
內(nèi)存分配未成功,卻使用了它。
編程新手常犯這種錯(cuò)誤,因?yàn)樗麄儧]有意識(shí)到內(nèi)存分配會(huì)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(qǐng)內(nèi)存,應(yīng)該用if(p==NULL) 或if(p!=NULL)進(jìn)行防錯(cuò)處理。
內(nèi)存分配雖然成功,但是尚未初始化就引用它。
犯這種錯(cuò)誤主要有兩個(gè)起因:一是沒有初始化的觀念;二是誤以為內(nèi)存的缺省初值全為零,導(dǎo)致引用初值錯(cuò)誤(例如數(shù)組)。
內(nèi)存的缺省初值究竟是什么并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),盡管有些時(shí)候?yàn)榱阒担覀儗幙尚牌錈o不可信其有。所以無論用何種方式創(chuàng)建數(shù)組,都別忘了賦初值,即便是賦零值也不可省略,不要嫌麻煩。
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。
例如在使用數(shù)組時(shí)經(jīng)常發(fā)生下標(biāo)“多1”或者“少1”的操作。特別是在for循環(huán)語(yǔ)句中,循環(huán)次數(shù)很容易搞錯(cuò),導(dǎo)致數(shù)組操作越界。