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原创 C语言中的指针和内存泄漏

2007-3-2 10:22 3622 0 分类: 软件与OS

C语言中的指针和内存泄漏


在使用 C 语言时,您是否对花时间调试指针和内存泄漏问题感到厌倦?如果是这样,那么本文就适合您。您将了解可能导致内存破坏的指针操作类型,您还将研究一些场景,了解要在使用动态内存分配时考虑什么问题。
引言

对于任何使用 C 语言的人,如果问他们 C 语言的最大烦恼是什么,其中许多人可能会回答说是指针和内存泄漏。这些的确是消耗了开发人员大多数调试时间的事项。指针和内存泄漏对某些开发人员来说似乎令人畏惧,但是一旦您了解了指针及其关联内存操作的基础,它们就是您在 C 语言中拥有的最强大工具。

本文将与您分享开发人员在开始使用指针来编程前应该知道的秘密。本文内容包括:

导致内存破坏的指针操作类型
在使用动态内存分配时必须考虑的检查点
导致内存泄漏的场景
如果您预先知道什么地方可能出错,那么您就能够小心避免陷阱,并消除大多数与指针和内存相关的问题。
什么地方可能出错?

有几种问题场景可能会出现,从而可能在完成生成后导致问题。在处理指针时,您可以使用本文中的信息来避免许多问题。

未初始化的内存

在本例中,p 已被分配了 10 个字节。这 10 个字节可能包含垃圾数据,如图 1 所示。

char *p = malloc ( 10 );

图 1. 垃圾数据



图 6. 动态分配的内存

free(memoryArea)

如果通过调用 free 来释放了 memoryArea,则 newArea 指针也会因此而变得无效。newArea 以前所指向的内存位置无法释放,因为已经没有指向该位置的指针。换句话说,newArea 所指向的内存位置变为了孤立的,从而导致了内存泄漏。

每当释放结构化的元素,而该元素又包含指向动态分配的内存位置的指针时,应首先遍历子内存位置(在此例中为 newArea),并从那里开始释放,然后再遍历回父节点。

这里的正确实现应该为:

free( memoryArea->newArea);
free(memoryArea);


返回值的不正确处理
有时,某些函数会返回对动态分配的内存的引用。跟踪该内存位置并正确地处理它就成为了 calling 函数的职责。

char *func ( )
{
return malloc(20); // make sure to memset this location to ‘\0’…
}

void callingFunc ( )
{
func ( ); // Problem lies here
}

在上面的示例中,callingFunc() 函数中对 func() 函数的调用未处理该内存位置的返回地址。结果,func() 函数所分配的 20 个字节的块就丢失了,并导致了内存泄漏。

归还您所获得的

在开发组件时,可能存在大量的动态内存分配。您可能会忘了跟踪所有指针(指向这些内存位置),并且某些内存段没有释放,还保持分配给该程序。

始终要跟踪所有内存分配,并在任何适当的时候释放它们。事实上,可以开发某种机制来跟踪这些分配,比如在链表节点本身中保留一个计数器(但您还必须考虑该机制的额外开销)。

访问空指针

访问空指针是非常危险的,因为它可能使您的程序崩溃。始终要确保您不是 在访问空指针。

总结

本文讨论了几种在使用动态内存分配时可以避免的陷阱。要避免内存相关的问题,良好的实践是:

始终结合使用 memset 和 malloc,或始终使用 calloc。
每当向指针写入值时,都要确保对可用字节数和所写入的字节数进行交叉核对。
在对指针赋值前,要确保没有内存位置会变为孤立的。
每当释放结构化的元素(而该元素又包含指向动态分配的内存位置的指针)时,都应首先遍历子内存位置并从那里开始释放,然后再遍历回父节点。
始终正确处理返回动态分配的内存引用的函数返回值。
每个 malloc 都要有一个对应的 free。
确保您不是在访问空指针。
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