C++指针之防不胜防

我们在使用指针时，经常会出现下面几种错误：

 1) 内存分配未成功，却使用了它。

   编程新手常犯这种错误，因为他们没有意识到内存分配会不成功。常用解决办法是，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。

 

2) 内存分配虽然成功，但是尚未初始化就引用它。

   犯这种错误主要有两个起因：一是没有初始化的观念；二是误以为内存的缺省初值全为零，导致引用初值错误（例如数组）。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，不要嫌麻烦。

 

3) 内存分配成功并且已经初始化，但操作越过了内存的边界。

   例如在使用数组时经常发生下标“多1”或者“少1”的操作。特别是在for循环语句中，循环次数很容易搞错，导致数组操作越界。

 

4) 忘记了释放内存，造成内存泄露。

   含有这种错误的函数每被调用一次就丢失一块内存。刚开始时系统的内存充足，你看不到错误。终有一次程序突然死掉，系统出现提示：内存耗尽。动态内存的申请与释放必须配对，程序中malloc与free的使用次数一定要相同，否则肯定有错误（new/delete同理）。

 

5) 释放了内存却继续使用它。 有三种情况： （1）程序中的对象调用关系过于复杂，实在难以搞清楚某个对象究竟是否已经释放了内存，此时应该重新设计数据结构，从根本上解决对象管理的混乱局面。 （2）函数的return语句写错了，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时被自动销毁。 （3）使用free或delete释放了内存后，没有将指针设置为NULL。导致产生“野指针”。

 

使用指针过程中我们应该遵循下面几条原则：

 

【规则1】用malloc或new申请内存之后，应该立即检查指针值是否为NULL。防止使用指针值为NULL的内存。

【规则2】不要忘记为数组和动态内存赋初值。防止将未被初始化的内存作为右值使用。

【规则3】避免数组或指针的下标越界，特别要当心发生“多1”或者“少1”操作。

【规则4】动态内存的申请与释放必须配对，防止内存泄漏。

【规则5】用free或delete释放了内存之后，立即将指针设置为NULL，防止产生“野指针”。

 

 

 

下面来看一个可能出现野指针的例子：

我们在使用结构体内循环嵌套结构体指针的问题，错误隐蔽。请看如下代码：

//定义一个结构体A，包含一个int变量b
typedef struct
{
     int b;
}A;
//定义一个结构体B，包含一个A结构体指针a和一个int变量c
typedef struct
{
     A* a;
     int c;
}B;
//初始化B结构体指针
void Initialization( B* myB )
{
      myB->c=8;
}
void main( int argc,char* argv )
{
      A myA;
      myA.b=8;
      B* myB;
      Initalization( myB );
      myB->a->b=9;
      printf( "the values of c:%d", myB->c );
}

 

模块1和模块2都是很正常的结构体声明，没有任何问题。而模块3和模块4就涉及指针问题，需要我们慎重考虑，而以上代码在编译器上运行时也会报告段错误。

  解决方法：我们在声明类型的指针变量时一定要同时初始化，不能把它变成野指针。模块3和模块4都是同样的问题，指针变量本身申请的内存空间，但其指向那一片的类型地址却没有得到定义，所以我们要为其申请空间并初始化指针变量:

typedef struct
{
     int b;
}A;
typedef struct
{
     A* a;
     int c;
}B;
void Initialization( B* myB )
{
     myB->a = malloc(sizeof(A));/*不要忘了初始化*/
     myB->c=8;
}
void main( int argc,char* argv )
{
     A myA;
     myA.b=8;
     B* myB = malloc(sizeof(B));/*使用前要初始化*/
     Initalization(myB);
     myB->a->b=9;
     printf( "the values of c:%d", myB->c );
}

 

这样就不会出现段错误了，你会发现代码能正常运行了。最后别忘了用free(myB).....释放自己在堆中分配的内存，养成良好的习惯。

总结：指针变量是用来存放内存地址的，而其本身也是一个变量，也要在内存中分配地址，而程序员往往把本身要存储的地址当成是以存储的其它类型地址，所以导致访问时其指针变量并没有存储地址，到时访问违规，出现段错误。在我们声明指针变量时，一定要只要它要用来干什么，并在声明时就初始化它。