C語言編程技巧—之四

1、c語言編程技巧語言編程技巧之之 內(nèi)存管理-防止內(nèi)存 泄漏 1 7 內(nèi)存管理-防止內(nèi)存泄漏 w 7.1 內(nèi)存分配方式 w 7.2 malloc/free 的使用要點(diǎn) w 7.3 常見的內(nèi)存錯(cuò)誤及其對策 w 7.4 引用與指針的比較 w 7.5 指針與數(shù)組的對比 w 7.6 指針參數(shù)是如何傳遞內(nèi)存的 w 7.7 動態(tài)內(nèi)存自動釋放 w 7.8 杜絕“野指針” 2 7.1 內(nèi)存分配方式 w 內(nèi)存分配方式有三種： 從靜態(tài)存儲區(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。 在棧上創(chuàng)建 ：在執(zhí)行函數(shù)時(shí)，函數(shù)內(nèi)局部變 量的存儲單元都可以在棧

2、上創(chuàng)建，函數(shù)執(zhí)行 結(jié)束時(shí)這些存儲單元自動被釋放。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。 從堆上分配，亦稱動態(tài)內(nèi)存分配 malloc或new free或delete 3 7.2 malloc/free 的使用要點(diǎn) w malloc 語法：void * malloc(size_t size); 作用：申請一塊長度為length的整數(shù)類型的內(nèi)存 例子： 4 vnode *p; p = (vnode *) malloc (verticsnum * sizeof (vnode); int *p = (int *) malloc(sizeof(int) * lengt

3、h) 7.2 malloc/free 的使用要點(diǎn) w free 語法：void free( void * memblock ) 作用：釋放內(nèi)存 例子：free（p） 如果p是null指針，那么free對p無論操作多少次都不會 出問題 如果p不是null指針，那么free對p連續(xù)操作兩次就會導(dǎo) 致程序運(yùn)行錯(cuò)誤。 5 7.3 常見的內(nèi)存錯(cuò)誤及其對策 1）內(nèi)存分配未成功，卻使用了它 w 解決辦法：解決辦法：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)

4、 或 if(p!=null)進(jìn)行防錯(cuò)處理。 6 vnode *p; p = (vnode *) malloc (verticsnum * sizeof (vnode); p-firstarc = null; if (p = null) exit (overflow); /存儲分配失敗 7.3 常見的內(nèi)存錯(cuò)誤及其對策 2）內(nèi)存分配雖然成功，但是尚未初始化就引用它 w 解決辦法：解決辦法： 聲明后先初始化為0； 在真正使用指針之前，一定使其指向某個(gè)地址。 要么取某個(gè)變量的地址； 或者指向鏈表的頭節(jié)點(diǎn)； 7 vnode *p; p-firstarc = 1; / 內(nèi)存訪問錯(cuò)誤，p未指向任何地方 7.

5、3 常見的內(nèi)存錯(cuò)誤及其對策 w 3）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 w 解決辦法：解決辦法： 使用數(shù)組下標(biāo)（或者指針）時(shí)要判斷是否超過數(shù) 組長度 8 int location( sqlist l, elemtype p = l.elem; while ( k=l.length p+; if ( k= l.length) return k; else return 0; /location 7.3 常見的內(nèi)存錯(cuò)誤及其對策 w 4）忘記了釋放內(nèi)存，造成內(nèi)存泄露 w 造成造成問題：問題：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。過一段時(shí)間系統(tǒng)出現(xiàn)提示：內(nèi)存耗盡。 w 解決

6、辦法：解決辦法： malloc與free（ new/delete ）成對使用。 申請空間時(shí)就考慮什么時(shí)候釋放該空間申請空間時(shí)就考慮什么時(shí)候釋放該空間 釋放了內(nèi)存卻繼續(xù)使用它 7.3 常見的內(nèi)存錯(cuò)誤及其對策 w 5）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(shí)在難以 搞清楚某個(gè)對象究竟是否已經(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)，從根本上解決對象管理 的混亂局面。 （2）函數(shù)的return語句寫錯(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

7、。導(dǎo)致產(chǎn)生“野指針”。 10 7.3 常見的內(nèi)存錯(cuò)誤及其對策 w內(nèi)存管理的規(guī)則內(nèi)存管理的規(guī)則 用malloc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。 不要忘記為數(shù)組和動態(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。 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。 動態(tài)內(nèi)存的申請與釋放必須配對，防止內(nèi)存泄漏。 用free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”。 11 7.4 引用與指針的比較 w 表示符差別表示符差別 引用引用 printf( “x= %dn”,x); int n = 0; func1(n);

8、printf( “n= %dn”,n); 7.4 引用與指針的比較引用與指針的比較 w 函數(shù)的參數(shù)和返回值的傳遞方式函數(shù)的參數(shù)和返回值的傳遞方式 值傳遞值傳遞 :例例: 輸出結(jié)果：輸出結(jié)果： x = 10 x = 10 n n = = 0 0 13 void func2(int *x) (* x) = (* x) + 10; printf( “x= %dn”,x); int n = 0; func1( printf( “n = %dn”,n); 7.4 引用與指針的比較 w 函數(shù)的參數(shù)和返回值的傳遞方式 指針傳遞 輸出結(jié)果： x = 10 n = 10 14 void func3(int pr

9、intf( “x= %dn”,x); int n = 0; func3(n); printf( “n = %dn”,n); 7.4 引用與指針的比較 w 函數(shù)的參數(shù)和返回值的傳遞方式 引用傳遞 輸出結(jié)果： x = 10 n = 10 15 7.5 指針與數(shù)組的對比 w 差別差別 數(shù)組數(shù)組: 要么在靜態(tài)存儲區(qū)被創(chuàng)建（如全局?jǐn)?shù)組），要么在棧上要么在靜態(tài)存儲區(qū)被創(chuàng)建（如全局?jǐn)?shù)組），要么在棧上 被創(chuàng)建被創(chuàng)建 數(shù)組名對應(yīng)著（而不是指向）一塊內(nèi)存數(shù)組名對應(yīng)著（而不是指向）一塊內(nèi)存 其地址與容量在生命期內(nèi)保持不變其地址與容量在生命期內(nèi)保持不變 只有數(shù)組的內(nèi)容可以改變只有數(shù)組的內(nèi)容可以改變 指針指針: 隨時(shí)指

10、向任意類型的內(nèi)存塊隨時(shí)指向任意類型的內(nèi)存塊 動態(tài)生存動態(tài)生存 在數(shù)據(jù)堆在數(shù)據(jù)堆 16 7.5 指針與數(shù)組的對比 w 差別 內(nèi)存的容量大小 char a = hello world; char *p = a; sizeof(a) ？/ 12字節(jié) sizeof(p) ？/ 4字節(jié) void func(char a100) sizeof(a) ？ / 4字節(jié)而不是100字節(jié) 17 7.5 指針與數(shù)組的對比 w 動態(tài)內(nèi)存會不會自動釋放? 例: w 指針應(yīng)該注意的特性 指針消亡了，并不表示它所指的內(nèi)存會被自動釋 放。 內(nèi)存被釋放了，并不表示指針會消亡或者成了 null指針。 void func(void

11、) / 動態(tài)內(nèi)存會自動釋放嗎？ char *p = (char *) malloc(100); 18 7.6 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(gè)指針，不要指望用該指針去申請動態(tài)內(nèi)存 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(yùn)行錯(cuò)誤 19 7.6 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(gè)指針

12、，不要指望用該指針去申請動態(tài)內(nèi)存 void getmemory2(char *p, int num) *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num); void test(void) char *str = null; getmemory( / str 就不是就不是 null，而指向一個(gè)，而指向一個(gè)100字符的空間字符的空間 strcpy(str, “hello”);/ 正確正確 20 7.6 指針參數(shù)是如何傳遞內(nèi)存的 * 不要用return語句返回指向“棧內(nèi)存”的指針 char *getstring(void) char p = hello world; re

13、turn p; / 編譯器將提出警告編譯器將提出警告 void test4(void) char *str = null; str = getstring(); / str 的內(nèi)容是垃圾的內(nèi)容是垃圾 printf(“%sn”,str ); 21 7.6 指針參數(shù)是如何傳遞內(nèi)存的 * 不要用return語句返回指向“棧內(nèi)存”的指針 char *getstring(void) char *p = hello world; return p; / 編譯器將提出警告編譯器將提出警告 void test4(void) char *str = null; str = getstring(); / str 的內(nèi)容是垃圾的內(nèi)容是垃圾 printf(“%sn”,str ); 如果換 成常量 該如何？ 22 7.7 動態(tài)內(nèi)存自動釋放 w free函數(shù)特點(diǎn) 釋放指針?biāo)傅膬?nèi)存 沒有銷毀指針,故指針地址仍然不變（非null） 例: char *p = (char *) malloc(100); strcpy(p, “hello”); free(p); / p 所指的內(nèi)存被釋放，但是所指的內(nèi)存被釋放，但是p所指的地址仍然不變所指的地址仍然不變 if(p != null)