對于初學者來說,內存是個神秘的空間。程序的絕大部分錯誤,也是在于內存的使用不當造成的,而且這些錯誤有些都是隱藏很深的。所以,如何掌握內存的使用,通曉系統(tǒng)對內存的管理手段,將是軟件成功的一個非常關鍵的因素。
首先我們要了解內存的分配方式。一般來說,內存的分配方式有三種：
1．從靜態(tài)存儲區(qū)域分配。內存在程序編譯的時候就已經分配好,這塊內存在程序的整個運行期間都存在。例如全局變量,static變量。
2．在棧上創(chuàng)建。在執(zhí)行函數時,函數內局部變量的存儲單元都可以在棧上創(chuàng)建,函數執(zhí)行結束時這些存儲單元自動被釋放。棧內存分配運算內置于處理器的指令集中,效率很高,但是分配的內存容量有限。
3．從堆上分配,亦稱動態(tài)內存分配。程序在運行的時候用malloc或new申請任意多少的
內存,程序員自己負責在何時用free或delete釋放內存。動態(tài)內存的生存期由我們決定,使
用非常靈活,但問題也最多。
以上三種分配方式,我們要注意內存生命期的問題：
1．靜態(tài)分配的區(qū)域的生命期是整個軟件運行期,就是說從軟件運行開始到軟件終止退出。只有軟件終止運行后,這塊內存才會被系統(tǒng)回收
2．在棧中分配的空間的生命期與這個變量所在的函數和類相關。如果是函數中定義的局部變量,那么它的生命期就是函數被調用時,如果函數運行結束,那么這塊內存就會被回收。如果是類中的成員變量,則它的生命期與類實例的生命期相同
3．在堆上分配的內存,生命期是從調用new或者malloc開始,到調用delete或者free結束。如果不掉用delete或者free。則這塊空間必須到軟件運行結束后才能被系統(tǒng)回收。
下面我們再看看,在使用內存的過程中,我們經常發(fā)生一些什么樣的錯誤。以及我們應該采取哪些對策。
發(fā)生內存錯誤是件非常麻煩的事情。編譯器不能自動發(fā)現這些錯誤,通常是在程序運行時才能捕捉到。而這些錯誤大多沒有明顯的癥狀,時隱時現,增加了改錯的難度。有時用戶怒氣沖沖地把你找來,程序卻沒有發(fā)生任何問題,你一走,錯誤又發(fā)作了。
常見的內存錯誤及其對策如下：
1 內存分配未成功,卻使用了它。
編程新手常犯這種錯誤,因為他們沒有意識到內存分配會不成功。常用解決辦法是,在使用內存之前檢查指針是否為NULL。如果指針p是函數的參數,那么在函數的入口處用assert(p!=NULL)進行檢查。如果是用malloc或new來申請內存,應該用if(p==NULL) 或if(p!=NULL)進行防錯處理。
2 內存分配雖然成功,但是尚未初始化就引用它。
犯這種錯誤主要有兩個起因：一是沒有初始化的觀念;二是誤以為內存的缺省初值全為零,導致引用初值錯誤（例如數組）。
內存的缺省初值究竟是什么并沒有統(tǒng)一的標準,盡管有些時候為零值,我們寧可信其無不可信其有。所以無論用何種方式創(chuàng)建數組,都別忘了賦初值,即便是賦零值也不可省略,不要嫌麻煩。
3 內存分配成功并且已經初始化,但操作越過了內存的邊界。
例如在使用數組時經常發(fā)生下標“多1”或者“少1”的操作。特別是在for循環(huán)語句中,循環(huán)次數很容易搞錯,導致數組操作越界。
4 忘記了釋放內存,造成內存泄露。
含有這種錯誤的函數每被調用一次就丟失一塊內存。剛開始時系統(tǒng)的內存充足,你看不到錯誤。終有一次程序突然死掉,系統(tǒng)出現提示：內存耗盡。
動態(tài)內存的申請與釋放必須配對,程序中malloc/free的使用次數一定要相同,否則肯
定有錯誤（new/delete同理）。
5 釋放了內存卻繼續(xù)使用它。
（1）程序中的對象調用關系過于復雜,實在難以搞清楚某個對象究竟是否已經釋放了內存,此時應該重新設計數據結構,從根本上解決對象管理的混亂局面。
（2）函數的return語句寫錯了,注意不要返回指向“棧內存”的“指針”或者“引用”,因為該內存在函數體結束時被自動銷毀。 |
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