對於任何使用 C 語言的人,如果問他們 C 語言的最大煩惱是什麼,其中許多人可能會回答說是指針和內存洩漏。這些的確是消耗了開發人員大多數調試時間的事項。指針和內存洩漏對某些開發人員來說似乎令人畏懼,但是瞭解了指針及其關聯內存操作的基礎,就無所畏懼了。
先介紹三部分內容:
1、導致內存破壞的指針操作類型
2、在使用動態內存分配時必須考慮的檢查點
3、導致內存洩漏的場景
可能出錯的幾個方面:
1、未初始化的內存
如:p已被分配了 10 個字節。這 10 個字節可能包含垃圾數據。
char *p = malloc ( 10 );
垃圾數據
如果在對這個p賦值前,某個代碼段嘗試訪問它,則可能會獲得垃圾值,您的程序可能具有不可預測的行為。p可能具有您的程序從未曾預料到的值。
結合使用memset和malloc,或者使用calloc。
char *p = malloc (10);
memset(p,’’,10);
現在,即使同一個代碼段嘗試在對p賦值前訪問它,該代碼段也能正確處理Null值,然後將具有正確的行為。
內存覆蓋
由於p已被分配了 10 個字節,如果某個代碼片段嘗試向p寫入一個 11 字節的值,則該操作將在不告訴您的情況下自動從其他某個位置“吃掉”一個字節。讓我們假設指針q表示該內存。
原始 q 內容
覆蓋後的 q 內容
結果,指針q將具有從未預料到的內容。即使您的模塊編碼得足夠好,也可能由於某個共存模塊執行某些內存操作而具有不正確的行為。下面的示例代碼片段也可以說明這種場景。
char *name = (char *) malloc(11);
// Assign some value to name
memcpy ( p,name,11); // Problem begins here
在本例中,memcpy操作嘗試將 11 個字節寫到p,而後者僅被分配了 10 個字節。
作為良好的實踐,每當向指針寫入值時,都要確保對可用字節數和所寫入的字節數進行交叉核對。一般情況下,memcpy函數將是用於此目的的檢查點。
內存讀取越界
內存讀取越界 (overread) 是指所讀取的字節數多於它們應有的字節數。這個問題並不太嚴重,在此就不再詳述了。下面的代碼提供了一個示例。
char *ptr = (char *)malloc(10);
char name[20] ;
memcpy ( name,ptr,20); // Problem beginshere
在本例中,memcpy操作嘗試從ptr讀取 20 個字節,但是後者僅被分配了 10 個字節。這還會導致不希望的輸出。
內存洩漏
內存洩漏可能真正令人討厭。下面的列表描述了一些導致內存洩漏的場景。
●重新賦值我將使用一個示例來說明重新賦值問題。
char *memoryArea = malloc(10);
char *newArea = malloc(10);
4.內存位置
memoryArea和newArea分別被分配了 10 個字節,它們各自的內容如圖4所示。如果某人執行如下所示的語句(指針重新賦值)……
memoryArea = newArea;
則它肯定會在該模塊開發的後續階段給您帶來麻煩。
在上面的代碼語句中,開發人員將memoryArea指針賦值給newArea指針。結果,memoryArea以前所指向的內存位置變成了孤立的,如下面的圖 5所示。它無法釋放,因為沒有指向該位置的引用。這會導致 10 個字節的內存洩漏。
5.動態分配的內存
free(memoryArea)
如果通過調用 free 來釋放了memoryArea,則newArea指針也會因此而變得無效。newArea以前所指向的內存位置無法釋放,因為已經沒有指向該位置的指針。換句話說,newArea所指向的內存位置變為了孤立的,從而導致了內存洩漏。
每當釋放結構化的元素,而該元素又包含指向動態分配的內存位置的指針時,應首先遍歷子內存位置(在此例中為newArea),並從那裡開始釋放,然後再遍歷回父節點。
這裡的正確實現應該為:
free( memoryArea->newArea);
free(memoryArea);
返回值的不正確處理
有時,某些函數會返回對動態分配的內存的引用。跟蹤該內存位置並正確地處理它就成為了calling函數的職責。
char *func ( )
{
return malloc(20); // make sure to memsetthis location to ‘’…
}
void callingFunc ( )
{
func ( ); // Problem lies here
}
在上面的示例中,callingFunc()函數中對func()函數的調用未處理該內存位置的返回地址。結果,func()函數所分配的 20 個字節的塊就丟失了,並導致了內存洩漏。
在開發組件時,可能存在大量的動態內存分配。您可能會忘了跟蹤所有指針(指向這些內存位置),並且某些內存段沒有釋放,還保持分配給該程序。
始終要跟蹤所有內存分配,並在任何適當的時候釋放它們。事實上,可以開發某種機制來跟蹤這些分配,比如在鏈表節點本身中保留一個計數器(但您還必須考慮該機制的額外開銷)。
訪問空指針
訪問空指針是非常危險的,因為它可能使您的程序崩潰。始終要確保您不是在訪問空指針。
閱讀更多 火到沒朋友的大數據 的文章