C語言中的指針和內存泄漏

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對于任何使用 C 語言的人,如果問他們 C 語言的煩惱是什么,其中許多人可能會回答說是指針和內存泄漏。這些的確是消耗了開發(fā)人員大多數調試時間的事項。指針和內存泄漏對某些開發(fā)人員來說似乎令人畏懼,但是一旦您了解了指針及其關聯內存操作的基礎,它們就是您在 C 語言中擁有的大工具。
     本文將與您分享開發(fā)人員在開始使用指針來編程前應該知道的秘密。本文內容包括:
    導致內存破壞的指針操作類型
    在使用動態(tài)內存分配時必須考慮的檢查點
    導致內存泄漏的場景
     如果您預先知道什么地方可能出錯,那么您就能夠小心避免陷阱,并消除大多數與指針和內存相關的問題。
    什么地方可能出錯?
     有幾種問題場景可能會出現,從而可能在完成生成后導致問題。在處理指針時,您可以使用本文中的信息來避免許多問題。
    未初始化的內存
     在本例中,p 已被分配了 10 個字節(jié)。這 10 個字節(jié)可能包含垃圾數據,如圖 1 所示。
    char *p = malloc ( 10 );
    圖 1. 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。
     良好的實踐是始終結合使用 memset 和 malloc,或者使用 calloc。
    char *p = malloc (10);
    memset(p,’\0’,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(在理想情況下應具有的值),然后將具有正確的行為。
    內存覆蓋
     由于 p 已被分配了 10 個字節(jié),如果某個代碼片段嘗試向 p 寫入一個 11 字節(jié)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(jié)。讓我們假設指針 q 表示該內存。
    圖 2. 原始 q 內容
    圖 3. 覆蓋后的 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,也可能由于某個共存模塊執(zhí)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(jié)寫到 p,而后者僅被分配了 10 個字節(jié)。
     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(jié)數和所寫入的字節(jié)數進行交叉核對。一般情況下,memcpy 函數將是用于此目的的檢查點。
    內存讀取越界
     內存讀取越界 (overread) 是指所讀取的字節(jié)數多于它們應有的字節(jié)數。這個問題并不太嚴重,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 begins here
     在本例中,memcpy 操作嘗試從 ptr 讀取 20 個字節(jié),但是后者僅被分配了 10 個字節(jié)。這還會導致不希望的輸出。