第一章程序基礎第六節(jié)指針

指

針

指針與內存指針如何創(chuàng)建動態(tài)內存。指針如何釋放所創(chuàng)建的動態(tài)內存野指針的處理辦法。熟練的掌握指針如何創(chuàng)建動態(tài)內存和釋放所創(chuàng)建的動態(tài)內存，熟練的掌握野指針的處理辦法。1在C++程序中，一些變量在整個程序中都是可見的，稱為全局變量。一些只能在一個函數中可知，稱為局部變量。1.6.9指針與程序內存2一個程序將操作系統(tǒng)分配給其運行的內存塊分為4個區(qū)域：1）代碼區(qū)，存放系統(tǒng)的代碼，即程序中的各個函數代碼塊。2）全局數據區(qū)，存放程序的全局數據和靜態(tài)數據。內存在程序編譯的時候就已經分配好，這塊內存在程序的整個運行期間都存在。在C/C++程序中，不管是局部變量，全局變量、或是動態(tài)變量，在內存中都占用一定的空間，但是它們占用不同的空間。1.6.9指針與程序內存33）堆區(qū)，存放程序的動態(tài)數據。程序在運行的時候用new申請任意多的內存，程序員自己負責在何時用delete釋放內存。4）棧區(qū)，存放程序的局部數據，即各個函數中的數據。在執(zhí)行函數時，函數內局部變量的存儲單元都可以在棧上創(chuàng)建，函數執(zhí)行結束時這些存儲單元自動被釋放。1.6.9指針與程序內存4在C++中，申請和釋放堆中分配的存貯空間，分別使用new和delete的兩個運算符來完成：申請內存使用new:例如：1、int*pi=newint(0);

它與下列代碼序列大體等價：

2、intival=0,*pi=&ival;區(qū)別：pi所指向的變量是由庫操作符new()分配的，位于程序的堆區(qū)中，并且該對象未命名。指針變量名=new類型名(初始化式)；1.6.10指針與動態(tài)內存5new運算符返回的是一個指向所分配類型變量（對象）的指針。對所創(chuàng)建的變量或對象，都是通過該指針來間接操作的，而動態(tài)創(chuàng)建的對象本身沒有名字。例如以下代碼：int*pi=newint(12);其中pi為這個指針的名稱，而12這個整型并沒對象，pi保存了12所在的內存的內存地址。1.6.10指針與動態(tài)內存6在堆中建立動態(tài)一維數組原型如下：注意：“下標表達式”不是常量表達式，即它的值不必在編譯時確定，可以在運行時確定。指針變量名=new類型名[下標表達式];例如以下代碼：intival=10;int*pi=newint[ival];1.6.10指針與動態(tài)內存7在代碼欄編寫以下代碼，編譯并查看輸出：#include<iostream>usingnamespacestd;voidmain(){intn;char*pc;cout<<"請輸入動態(tài)數組的元素個數"<<endl;cin>>n;pc=newchar[n];strcpy(pc,"veryGood");cout<<pc<<endl;delete[]pc;system(“pause”);}1.6.10指針與動態(tài)內存8在堆中釋放指針所創(chuàng)建的內存原型如下：堆空間申請、釋放演示：⑴.用初始化式(initializer)來顯式初始化int*pi=newint(0);⑵.當pi生命周期結束時，必須釋放pi所指向的目標：deletepi;delete指針變量名;注意這時釋放了pi所指的目標的內存空間，也就是撤銷了該目標，稱動態(tài)內存釋放（dynamicmemorydeallocation），但指針pi本身并沒有撤銷，它自己仍然存在，該指針所占內存空間并未釋放，需要注意的是任何類型指針的都會占用四個字節(jié)的內存。1.6.10指針與動態(tài)內存9特別需要注意的是，如果該指針又指向了別處，那么在釋放以前務必要保證指針從新指回原來的內存地址：例如以下代碼，運行時程序會奔潰：#include<iostream>usingnamespacestd;voidmain(){ int*pi=newint(9); intival=5; pi=&ival; deletepi; system(“pause”);}1.6.10指針與動態(tài)內存10在堆中釋放指針所創(chuàng)建的數組內存原型如下：注意：方括號非常重要的，如果delete語句中少了方括號，因編譯器認為該指針是指向數組第一個元素的，會產生回收不徹底的問題（只回收了第一個元素所占空間），加了方括號后就轉化為指向數組的指針，回收整個數組。delete[]的方括號中不需要填數組元素數，系統(tǒng)自知。即使寫了，編譯器也忽略。delete[]指向該數組的指針變量名1.6.10指針與動態(tài)內存11如果指向數組的指針移動了，或者指向了別的內存地址，那么在釋放前務必要將該指針回歸原位，最快捷的辦法是做原始內存地址的備份。例如以下代碼，演示了如何做原始內存地址的備份：#include<iostream>usingnamespacestd;voidmain(){ int*pi=newint[10]; int*temp=pi; intival=20; pi=&ival; pi=temp; delete[]pi; system(“pause”);}1.6.10指針與動態(tài)內存12編譯器不能自動發(fā)現內存錯誤,通常是在程序運行時才能捕捉到。常見的內存錯誤及對策:1）內存分配未成功，卻使用了它。int*pB;*pB=10;解決辦法：在使用內存之前檢查指針是否為NULL。assert(p!=NULL)if(p==NULL)或if(p!=NULL)1.6.10指針與動態(tài)內存132）內存分配雖然成功，但是尚未初始化就引用它。解決辦法：無論用何種方式創(chuàng)建數組，都別忘了賦初值，即便是賦零值也不可省略。例如以下代碼：#include<iostream>usingnamespacestd;voidmain(){ int*pi=newint[10]; for(inti=0;i<10;i++) cout<<pi[i]<<endl; system(“pause”);}1.6.10指針與動態(tài)內存143）內存分配成功并且已經初始化，但操作越過了內存的邊界。charstrText[8];sprintf(strText,"Thisisalongtext!");解決辦法：留心數組的大小，避免數組操作越界。1.6.10指針與動態(tài)內存155）釋放了內存卻繼續(xù)使用它程序中的對象調用關系過于復雜，實在難以弄清楚某個對象是否已經釋放了內存。解決辦法：應該重新設計數據結構，從根本上解決對象管理的混亂局面。4）忘記了釋放內存，造成內存泄露。含有這種錯誤的函數每被調用一次就丟失一塊內存。解決辦法：動態(tài)內存的申請與釋放必須配對，程序中new與delete的使用次數一定要相同，否則肯定有錯誤。1.6.10指針與動態(tài)內存16使用delete釋放了內存后，沒有將指針設置為NULL。導致產生“野指針”?！耙爸羔槨辈皇荖ULL指針，是指向“垃圾”內存的指針。char*pStrBuffer=newchar[256];delete[]pStrBuffer;*pStrBuffer=NULL；1.6.10指針與動態(tài)內存17內存操作注意事項：1）用new申請內存之后，應該立即檢查指針值是否為NULL。防止使用指針值為NULL的內存。2）不要忘記為數組和動態(tài)內存賦初值。防止將未被初始化的內存作為右值使用。3）避免數組或指針的下標越界，特別要當心發(fā)生“多1”或者“少1”操作。4）動態(tài)內存的申請與釋放必須配對，防止內存泄漏。5）用delete釋放了內存之后，立即將指針設置為NULL，防止產生“野指針”。1.6.10指針與動態(tài)內存18指針變量自身也有自己的內存，由于只需要保持一個內存地址，所以任何類型的指針大小都是四個字節(jié)。在代碼欄編寫以下代碼，編譯并查看輸出：#include<iostream>usingnamespacestd;voidmain(){ char*pc; int*pi; short*ps; double*pd; cout<<sizeof(pc)<<endl; cout<<sizeof(pi)<<endl; cout<<sizeof(ps)<<endl; cout<<sizeof(pd)<<endl; system(“pause”);}1.6.11指針的內存地址19如果要保存指針的內存地址，則需要使用到二級指針。在代碼欄編寫以下代碼，編譯并查看輸出：#include<iostream>usingnamespacestd;voidmain(){ intival=10; int*pi=&ival; int**ppi=π cout<<&pi<<endl; cout<<ppi<<endl; system(“pause”);}1.6.11指針的內存地址20void類型的指針可以保存任何類型數據的內存地址，只不過在訪問數據或者修改數據的時候，需要將指針類型轉換為所保存的數據類型。在代碼欄編寫以下代碼，編譯并查看輸出：#include<iostream>usingnamespacestd;voidmain(){ intival=10; int*pi=&ival; void*pv=&ival; cout<<pi<<endl; cout<<pv<<endl; cout<<*(int*)pv<<endl; system(“pause”);}1.6.12void類型的指針21在32位機器中整型與指針都占4個字節(jié)，內存的表現方式也都是二進制整數，但是整型和指針所表示的數據類型不同。在代碼欄編寫以下代碼，編譯并查看輸出，可以看到一個編譯錯誤，無法從整型轉換為整型的指針：#include<iostream>#include<windows.h>usingnamespacestd;voidmain(){ intival=0x18ff28; int*pi=ival; system(“pause”);}1.6.12void類型的指針22但是整型類型被強制轉換為整型指針類型后，也可以給指針賦值，這個時候要注意的是指針保存的并不是整型數據所在的內存地址。在代碼欄編寫以下代碼，編譯并查看輸出：#include<iostream>#include<windows.h>usingnamespacestd;voidmain(){ intival=0x18ff00; int*pi=(int*)ival; cout<<pi<<endl; cout<<*pi<<endl; cout<<&ival<<endl; system(“pause”);}1.6.12void類型的指針23本節(jié)介紹了如何使用指針創(chuàng)建動態(tài)內存的辦法，以及如何釋放動態(tài)內存和野指針的處理辦法。運行int*pi=new

int(9);inti