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常见的内存错误及对策

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发表于 2021-10-20 13:37 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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对于用C或C++除了考虑上层应用,还需要考虑底层的内存管理,或者说内存泄漏的问题。
! k4 j# k7 u7 I, L1、指针没有指向一块合法的内存
+ u3 r2 T2 }( f定义了指针变量,但是没有为指针分配内存,即指针没有指向一块合法的内存。
4 N6 e- A" u6 R. B①结构体成员指针未初始化
% G/ _6 p/ e. s# @6 S定义一个结构体变量,但是结构体内部定义了指针成员,往往应用结构体变量的时候如果不给这 个成员指向一个合法的地址只是给成员分配了字节数,应用的时候对应内存的区域指针成员是无权 访问的,所以需要对结构体分配内存,结构体成员中指针变量也要分配内存,否则访问不到有效地址。  {( R& I9 K1 U. I
; ~) ?+ w! G  L& S/ ]' W
②没有为结构体指针分配足够的内存
$ |0 P9 D2 o. \: Q! G5 V+ O5 |/ R分配内存的时候,分配的内存大小不合适,比如开辟内存空间时sizeof(struct stu)误写为sizeof(struct stu *),书写错误会导致开辟空间不正确。; S7 p7 N$ C$ T( p
& @* _# w5 y$ h1 \' {! i
③函数的入口校验7 D, Z: J; D- b  s- K+ }
不管什么时候,我们使用指针之前一定要确保指针是有效的。一般在函数入口处使用         assert (NULL !=p)对参数进行校验。在非参数的地方使用if(NULL != p)来校验。但这都有一个要求,也就 是p在定义的同时被初始化为NULL,如果没有被初始化为NULL,那么校验也起不了作用,没有被 初始化的指针变量,内部是一个非NULL的乱码7 L  m( d& I# i
assert是一个宏,而不是函数,包含在assert.h头文件中。如果其后面括号里的值为假,则程序终 止运行,并提示出错;如果后面括号里的值为真,则继续运行后面的代码。- V+ E1 k" H+ n
$ s; G) W  t* B+ w$ \" ~7 H) y# q& i# ]$ Y
2、为指针分配的内存太小或内存访问越界
7 H9 Q4 @8 ~3 O  P0 K. `) o为指针分配了内存,但是内存大小不够,导致出现越界错误。% y% K+ W+ V9 @+ x% \

% r, d2 d3 m* ~6 ]" V6 d; b通常这种问题都会出现在我们容易忽略的字符串常量中,往往会忘记结束标志“\0”,在开辟内存的时候sizeof计算中需要把结束标志加上,还有计算分配空间大小的时候最好用sizeof来操作,移植性也好。* e4 r) `: L9 k7 x, H
; Y2 E" }! I% b, ~
再有内存分配成功,且已经初始化,但是操作越过了内存的边界。  w' T& w' d- S; U! ~4 L. G
3 a* M5 N% A; r1 L) d' s5 L; F; r6 r
这种错误经常是由于操作数组或者指针时出现“多1”或“少1”而出现的。比如:
' Q( V$ \1 B  s& |' L, Wfor(int i = 0; i < = 10;i++)
; p: v+ W3 B' }0 a7 i, b# A  Y! V9 u1 j* o( e, t
一般for循环的循环变量一定要使用半开半闭的区间,而且如果不是特殊情况,循环变量尽量从0开始。9 ^2 P( J$ P7 P& z& f4 D4 s5 \

1 a2 V0 G, n* M% }' v) ~3、内存泄漏/ x6 K5 ?! C* d% K) P
内存泄漏几乎是很难避免的,不管是老手还是新手,都存在这个问题。甚至包括Windows、Linux这类软件,都或多或少有内存泄漏。也许对于一般的应用软件来说,这个问题似乎不是那么突出,重启一下也不会造成太大损失。但是如果你开发的是嵌入式系统软件,比如汽车制动系统、心跳起搏器等对安全要求非常高的系统,你总不能让心脏起搏器重启吧。
1 R# d9 E4 [8 M1 s9 o, U. N( e- d2 S
会产生内存泄漏的内存就是堆上的内存,也就是由malloc系列函数或new操作符分配的内存。如果用完没有及时free或delete,这块内存就无法释放,直到整个程序终止。3 @4 H. V' h# W" ~# U
5 C# L2 E! C4 u3 G# d( \3 t
malloc是一个函数,专门用来从堆上分配内存,malloc函数的返回值是一个void类型的指针,参数是申请分配的内存大小,内存分配成功后,malloc函数返回这块内存的首地址,需要一个指针来接收这个地址,那么申请了就能成功吗?不一定的,如果所申请的内存块大于目前堆上剩余内存块,则内存分配失败,函数返回NULL。我们需要知道内存申请分配是连续的一块内存,如果剩余内存不够返回就是空,那么我们可以用校验的方式(if(NULL != p))来验证是否分配成功。当然也可以申请0字节内存,返回不是NULL,是一个正常的内存地址,但是你却无法使用这块大小为0的内存,这就好比尺子上的某个刻度,刻度本身并没有长度,只有某两个刻度一起才能量出长度。" ^  i! j/ B1 {

9 m& j2 x$ f5 i1 x. O% M. H* V# W. y再来说下内存释放,既然有分配,就有释放,不然的话,有限的内存总会用光,而没有释放的内存却在空闲。与malloc对应的就是free函数了。free函数只有一个参数,就是所要释放的内存块的首地址,比如:free(p);这个函数主要是让指针变量和这块内存脱离关系,从此这个指针变量和分配过的这快内存没有关系了,那么指针变量p本身保存的地址并没有改变,但是它对这个地址处的那块内存却已经没有所有权了。释放后,那块内存里面保存的值并没有改变,只是再也没有办法使用了。$ w5 X4 k- P' ~7 \$ Z7 q9 l
* Y$ P$ `9 O8 d* Q
需要记住一点malloc和free是匹配使用的,如果多写两次malloc或者free都会出错。( u$ x  }! n- @! }# c
  Z1 y+ F- `+ Q, _6 Y  Z& z' Q
再有内存释放之后需要给指针变量赋值为NULL,如果没有把指针置NULL,这个指针就成为了野指针,这是很危险的,也是经常出错的地方。, h! v; V5 G! L0 ]

& }8 z* h7 V4 p, @/ D% l# e, F) r4、内存已经被释放了,但是继续通过指针来使用8 U/ }5 @9 |( l" D8 e7 @8 F
一般会有以下三种情况:
6 t' a( u, j% C7 l& \' A0 l①就是上面所说的,free(p)之后,继续通过p指针来访问内存,解决的办法就是给P指NULL。7 u5 h  K! ~9 F. z
0 s' r4 Q3 F+ O& o, M! k7 B, x$ `
②函数返回栈内存,这是初学者最容易犯的错误。比如在函数内部定义了一个数组,却用return 语句返回指向该数组的指针。解决的办法就是弄明白栈上变量的声明周期。3 r9 l5 t0 z# M, V  |: h6 a# e' V. R% v

( C! y  n. v0 Z③内存使用太复杂,弄不清到底哪块内存被释放,哪块没有释放。解决的办法是重新设计程序,改善对象之间的调用关系。) G5 }- U/ Q1 ~4 d
写程序就是要多练习,多调试代码,同时多总结经验,少走弯路。共勉。
: E2 N" H, Q, ?2 o* }- J; R! W, `2 }- a! B. [! m' }

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2#
发表于 2021-10-20 14:37 | 只看该作者
会产生内存泄漏的内存就是堆上的内存,也就是由malloc系列函数或new操作符分配的内存

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发表于 2021-10-20 16:43 | 只看该作者
malloc是一个函数,专门用来从堆上分配内存

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4#
发表于 2021-10-20 16:44 | 只看该作者
malloc和free是匹配使用的
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