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老生常談C/C++內(nèi)存管理

發(fā)布時(shí)間:2020-10-01 12:31:20 來(lái)源:腳本之家 閱讀:160 作者:jingxian 欄目:編程語(yǔ)言

內(nèi)存分配方式

簡(jiǎn)介

在C++中,內(nèi)存分成5個(gè)區(qū),他們分別是堆、棧、自由存儲(chǔ)區(qū)、全局/靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)和常量存儲(chǔ)區(qū)。

棧:在執(zhí)行函數(shù)時(shí),函數(shù)內(nèi)局部變量的存儲(chǔ)單元都可以在棧上創(chuàng)建,函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時(shí)這些存儲(chǔ)單元自動(dòng)被釋放。棧內(nèi)存分配運(yùn)算內(nèi)置于處理器的指令集中,效率很高,但是分配的內(nèi)存容量有限。

堆:就是那些由 new分配的內(nèi)存塊,他們的釋放編譯器不去管,由我們的應(yīng)用程序去控制,一般一個(gè)new就要對(duì)應(yīng)一個(gè) delete。如果程序員沒(méi)有釋放掉,那么在程序結(jié)束后,操作系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)回收。

自由存儲(chǔ)區(qū):就是那些由malloc等分配的內(nèi)存塊,他和堆是十分相似的,不過(guò)它是用free來(lái)結(jié)束自己的生命的。

全局/靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū):全局變量和靜態(tài)變量被分配到同一塊內(nèi)存中,在以前的C語(yǔ)言中,全局變量又分為初始化的和未初始化的,在C++里面沒(méi)有這個(gè)區(qū)分了,他們共同占用同一塊內(nèi)存區(qū)。

常量存儲(chǔ)區(qū):這是一塊比較特殊的存儲(chǔ)區(qū),他們里面存放的是常量,不允許修改。

 

常見(jiàn)的內(nèi)存錯(cuò)誤及其對(duì)策

發(fā)生內(nèi)存錯(cuò)誤是件非常麻煩的事情。編譯器不能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)這些錯(cuò)誤,通常是在程序運(yùn)行時(shí)才能捕捉到。而這些錯(cuò)誤大多沒(méi)有明顯的癥狀,時(shí)隱時(shí)現(xiàn),增加了改錯(cuò)的難度。有時(shí)用戶怒氣沖沖地把你找來(lái),程序卻沒(méi)有發(fā)生任何問(wèn)題,你一走,錯(cuò)誤又發(fā)作了。

常見(jiàn)的內(nèi)存錯(cuò)誤及其對(duì)策如下:

內(nèi)存分配未成功,卻使用了它。編程新手常犯這種錯(cuò)誤,因?yàn)樗麄儧](méi)有意識(shí)到內(nèi)存分配會(huì)不成功。常用解決辦法是,在使用內(nèi)存之前檢查指針是否為NULL。如果指針p是函數(shù)的參數(shù),那么在函數(shù)的入口處用assert(p!=NULL)進(jìn)行檢查。如果是用malloc或new來(lái)申請(qǐng)內(nèi)存,應(yīng)該用if(p==NULL) 或if(p!=NULL)進(jìn)行防錯(cuò)處理。

內(nèi)存分配雖然成功,但是尚未初始化就引用它。犯這種錯(cuò)誤主要有兩個(gè)起因:一是沒(méi)有初始化的觀念;二是誤以為內(nèi)存的缺省初值全為零,導(dǎo)致引用初值錯(cuò)誤(例如數(shù)組)。內(nèi)存的缺省初值究竟是什么并沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),盡管有些時(shí)候?yàn)榱阒?,我們寧可信其無(wú)不可信其有。所以無(wú)論用何種方式創(chuàng)建數(shù)組,都別忘了賦初值,即便是賦零值也不可省略,不要嫌麻煩。

內(nèi)存分配成功并且已經(jīng)初始化,但操作越過(guò)了內(nèi)存的邊界。例如在使用數(shù)組時(shí)經(jīng)常發(fā)生下標(biāo)“多1”或者“少1”的操作。特別是在for循環(huán)語(yǔ)句中,循環(huán)次數(shù)很容易搞錯(cuò),導(dǎo)致數(shù)組操作越界。

忘記了釋放內(nèi)存,造成內(nèi)存泄露。含有這種錯(cuò)誤的函數(shù)每被調(diào)用一次就丟失一塊內(nèi)存。剛開(kāi)始時(shí)系統(tǒng)的內(nèi)存充足,你看不到錯(cuò)誤。終有一次程序突然死掉,系統(tǒng)出現(xiàn)提示:內(nèi)存耗盡。動(dòng)態(tài)內(nèi)存的申請(qǐng)與釋放必須配對(duì),程序中malloc與free的使用次數(shù)一定要相同,否則肯定有錯(cuò)誤(new/delete同理)。

釋放了內(nèi)存卻繼續(xù)使用它。

有三種情況:

(1). 程序中的對(duì)象調(diào)用關(guān)系過(guò)于復(fù)雜,實(shí)在難以搞清楚某個(gè)對(duì)象究竟是否已經(jīng)釋放了內(nèi)存,此時(shí)應(yīng)該重新設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),從根本上解決對(duì)象管理的混亂局面。

(2). 函數(shù)的return語(yǔ)句寫(xiě)錯(cuò)了,注意不要返回指向“棧內(nèi)存”的“指針”或者“引用”,因?yàn)樵搩?nèi)存在函數(shù)體結(jié)束時(shí)被自動(dòng)銷(xiāo)毀。

(3). 使用free或delete釋放了內(nèi)存后,沒(méi)有將指針設(shè)置為NULL。導(dǎo)致產(chǎn)生“野指針”。

那么如何避免產(chǎn)生野指針呢?這里列出了5條規(guī)則,平常寫(xiě)程序時(shí)多注意一下,養(yǎng)成良好的習(xí)慣。

規(guī)則1:用malloc或new申請(qǐng)內(nèi)存之后,應(yīng)該立即檢查指針值是否為NULL。防止使用指針值為NULL的內(nèi)存。

規(guī)則2:不要忘記為數(shù)組和動(dòng)態(tài)內(nèi)存賦初值。防止將未被初始化的內(nèi)存作為右值使用。

規(guī)則3:避免數(shù)組或指針的下標(biāo)越界,特別要當(dāng)心發(fā)生“多1”或者“少1”操作。

規(guī)則4:動(dòng)態(tài)內(nèi)存的申請(qǐng)與釋放必須配對(duì),防止內(nèi)存泄漏。

規(guī)則5:用free或delete釋放了內(nèi)存之后,立即將指針設(shè)置為NULL,防止產(chǎn)生“野指針”。

以上這篇老生常談C/C++內(nèi)存管理就是小編分享給大家的全部?jī)?nèi)容了,希望能給大家一個(gè)參考,也希望大家多多支持億速云。

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