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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。6 ^1 S% B4 N9 h* H
1、指针没有指向一块合法的内存6 W/ v& ?& E/ o2 `- C0 |6 E5 _; i$ B
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。9 I7 h" \: G8 |+ P
①结构体成员指针未初始化
( X4 B$ w! z7 j8 y) _, g/ `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。' ^) s& A) p% y; a7 \: U
& t  G# m  m- v3 d' t) g1 e% I- l
②没有为结构体指针分配足够的内存, g! b: \3 J2 ^- r2 `% d
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。, \/ t8 d/ y  o+ v5 T3 H1 l+ @
& U/ ?' q( C4 R% n) ]
③函数的入口校验* L4 o: B" p6 d- q4 w
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
: t2 l! B0 i; I6 X0 xassert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。0 ], E* D" T, G4 g5 j! T5 f! O- W
& ^1 d7 x( p+ t+ j: P1 J* E8 a
2、为指针分配的内存太小或内存访问越界$ v, N+ g0 l4 I$ e6 ]
为指针分配了内存,但是内存大小不够,导致出现越界错误。2 l) I5 y/ ^) T

3 S* [# x! E6 R4 t# D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。
. \! B7 ^8 z9 H8 O4 S
+ u" m9 p7 [1 J. z" w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。: E# {: n: F. T% I

1 X- M0 s& N" h& o7 T. U" l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:5 W8 E& n5 k! E, W
for(int i = 0; i < = 10;i++)  d, C4 \) i# C, I' ]

' R- P$ m* m0 k& K( U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。) E2 ~( u- g5 w  @

2 k/ {" w; t$ Q- g& l3、内存泄漏
' S3 k/ K* l( W9 ~+ k  K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。# l; ?! K8 }8 J/ f* A
; B  y& Y$ ~6 m6 k
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。: Y; h* E- D! M0 |5 s* `$ ]3 B9 x
  l! t2 M2 G; d8 D7 {( ^( ?. F7 g. S
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。' _5 K- S7 N; R4 b' K" S' s

* a: q9 G2 m, 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。
' H. B3 X5 V2 s# U2 U+ w, e/ Y2 Z+ j( c. ~- \
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。( {. A$ @! g3 Y; A
: [$ F% {8 W( @$ [6 A1 Y
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。
& M2 W4 T; \2 B- K. ]" X7 D4 s5 D$ a$ V8 y9 l6 z& L* A4 C0 F+ }
4、内存已经被释放了,但是继续通过指针来使用$ R' [9 ?1 o3 m
一般会有以下三种情况:& D* S8 E2 k$ v5 ^8 ~3 x
①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。
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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。
8 ]+ v* i1 p, x1 Q5 s( u
, D' N+ R, `# J9 y3 J- y③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。8 U# z* t! O# a$ ?& x
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。  L6 k( |* h" r) ^

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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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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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