C/C++ 内存管理问题

内存分配方式有三种:
(1) 从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好,这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量,static 变量。

(2) 在栈上创建。在执行函数时,函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分

   配运算内置于处理器的指令集中,效率很高,但是分配的内存容量有限。

(3) 从堆上分配,亦称动态内存分配。程序在运行的时候用 malloc 或 new 申请任意多少的内存,程序员自己负责在何时用 free 或

   delete 释放内存。动态内存的生存期由我们决定,使用非常灵活,但问题也最多。动态内存的申请与释放必须配对,防止内存泄漏。

在使用内存之前检查指针是否为 NULL。如果指针 p 是函数的参数,那么在函数的入口处用 assert(p!=NULL)进行检查。

如果是用 malloc 或 new 来申请内存,应该用 if(p==NULL) 或 if(p!=NULL)进行防错处理。

内存的缺省初值究竟是什么并没有统一的标准,尽管有些时候为零值,我们宁可信其无不可信其有。所以无论用何种方式创建数组,

都别忘了赋初值,即便是赋零值也不可省略。

注意不要返回指向“栈内存”的“指针”或者“引用”,因为该内存在函数体结束自时被动销毁。

使用 free 或 delete 释放了内存后,将指针设置为 NULL。以防产生“野指针”。

数组名对应着(而不是指向)一块内存,数组名相当于一个常量指针,其地址与容量在生命期内保持不变,只有数组的内容可以改变。

指针可以随时指向任意类型的内存块,它的特征是“可变”,所以我们常用指针来操作动态内存。指针远比数组灵活,但也更危险。

对于同一个char型字符串char str[] = "Hellow":

strlen(str)的值为6  ,求的是这个字符串有效字符的个数,不包含用于结束字符串的   0

sizeof(str)的值为7 , 求的是这个变量一共占用内存的字节数,当然包含最后一个用于结束字符串的  0 。

对于char  *p = str  ;   sizeof(p)的值为int型变量在内存中占用的容量。C++/C 语言没有办法知道指针所指的内存容量。

注意当数组作为函数的参数进行传递时,该数组自动退化为同类型的指针。

void Func(char a[100])
{
  cout<< sizeof(a) << endl;     // 4 字节而不是 100 字节
}

如果函数的参数是一个指针,不要指望用该指针去申请动态内存。

GetMemory(str, 200)并没有使 str 获得期望的内存,str 依旧是 NULL。(pass by value)

void GetMemory(char *p, int num)
{
  p = (char *)malloc(sizeof(char) * num); //系统会开辟一个临时存储区保存p 的值,这里的p不是原来那个p     pass by value
}

如果非得要用指针参数去申请内存,那么应该改用“指向指针的指针”。

void GetMemory2(char **p, int num)
{
  *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
}

char * Test1(void)
{
  char str[] = "Hellow!";   //这里强调不要用 return 语句返回指向“栈内存”的指针。因为str是字符串,故str会在栈中创建。
  return str;
}

char *Test2(void)
{
  char *pStr = "Hellow!";//因为 "Hellow!" 是字符串,故其会保存在静态存储区,而pStr只是一个指针,根据pass by value , 即使栈中pStr被消除,“Hellow”依旧存在
  return pStr;
}

free和delete只是把指针所指的内存给释放掉,但并没有把指针本身干掉。如果此时不把 指针 设置为 NULL,会让人误以为 p 是个合法的指针。

如果程序比较长,我们有时记不住 p 所指的内存是否已经被释放,在继续使用 p 之前,通常会用语句 if (p != NULL)进行防错处理。

(1)指针消亡了,并不表示它所指的内存会被自动释放。
(2)内存被释放了,并不表示指针会消亡或者成了 NULL 指针

“野指针”的成因主要有两种:
(1)指针变量没有被初始化。任何指针变量刚被创建时不会自动成为 NULL 指针,它
的缺省值是随机的,它会乱指一气。

(2)指针 p 被 free 或者 delete 之后,没有置为 NULL,让人误以为 p 是个合法的指针。

(3)指针操作超越了变量的作用范围。例如:

void Test(void)
{
  A *p;
  {
    A a;
    p = &a; // 注意 a 的生命期
  }
  p->Func(); // p 是“野指针”
}

光用 maloc/free 无法满足动态对象的要求。对象在创建的同时要自动执行构造函数,对象在消亡之前要自动执行析构函数。由于
malloc/free 是库函数而不是运算符,不在编译器控制权限之内,不能够把执行构造函数和析构函数的任务强加于 malloc/free 。

因此 C++语言需要一个能完成动态内存分配和初始化工作的运算符 new,以及一个能完成清理与释放内存工作的运算符 delete。

注意 new/delete 不是库函数。

因为 C++程序经常要调用 C 函数,而 C 程序只能用 malloc/free 管理动态内存。故C++不把 malloc/free 淘汰。

内存耗尽怎么办

如果在申请动态内存时找不到足够大的内存块,malloc 和 new 将返回 NULL 指针,
宣告内存申请失败。通常有三种方式处理“内存耗尽”问题。

(1)判断指针是否为 NULL,如果是则马上用 return 语句终止本函数。

(2)判断指针是否为 NULL,如果是则马上用 exit(1)终止整个程序的运行。

(3)为 new 和 malloc 设置异常处理函数。

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时间: 2024-10-12 14:47:00

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