C++内存管理总结系列一

   

欢迎进入内存这片雷区。伟大的 Bill Gates  曾经失言: 
    640K ought to be enough for everybody  
                                                                  — Bill Gates 1981 
   
程序员们经常编写内存管理程序,往往提心吊胆。如果不想触雷,唯一的解决办法就是发现所有潜伏的地雷并且排除它们,躲是躲不了的。本章的内容比一般教科书的要深入得多,读者需细心阅读,做到真正地通晓内存管理。

1内存分配方式 
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mallocnew申请任意多少的内存,程序员自己负责在何时用 freedelete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。 

2,常见的内存错误及其对策 
   
发生内存错误是件非常麻烦的事情。编译器不能自动发现这些错误,通常是在程序运行时才能捕捉到。而这些错误大多没有明显的症状,时隐时现,增加了改错的难度。
有时用户怒气冲冲地把你找来,程序却没有发生任何问题,你一走,错误又发作了。常见的内存错误及其对策如下: 

(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mallocnew来申请内存,应该用

if(p==NULL) 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 1 ”或者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mallocfree的使用次数一定要相同,否则肯定有错误(new/delete同理)。 
 
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 delete 释放了内存后,没有将指针设置为NULL。导致产生野指针 

 以下为几个很好的规则:
【规则1】用mallocnew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1 ”或者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freedelete释放了内存之后,立即将指针设置为 NULL,防止产生野指针 

 

注:本文选自《高质量C++编程指南》,作者:林锐

 

 

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