【C++札记】C/C++指针使用常见的坑

2021-03-15 07:45

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C/C++中的指针让程序员有了更多的灵活性，但它同时也是一把双刃剑，如果用的不好，则会让你的程序出现各种各样的问题，有人说，C/C++程序员有一半的工作量是花在处理由指针引起的bug上，可想而知，指针中包含的陷阱是多么可怕。既然如此，我们在编写代码的时候就应该把好关。

要想在编写代码的时候尽可能避免指针带来的问题，就需要知道不恰当的使用指针到底会引发哪些问题，又该如何去避免它？下面一起来总结在使用指针时容易遇到的问题。

避免内存泄露

程序在运行的时候需要内存，同时我们也知道内存是有限的，是计算机特别宝贵的资源，对于使用完的内存，应当及时的归还给操作系统。

在c/c++中，如果是栈上的内存（比如说函数中的局部非静态变量），在使用完之后，操作系统会帮我们自动回收；但是如果是通过动态分配得到的堆上的内存，需要我们手动释放。

如果我们在程序中忘了释放这些动态内存，而程序又是会持续运行的服务进程，会导致内存占用越来越高，轻者致残影响系统性能，重者致命导致进程崩溃。

总之一句话，不再用到的内存没有释放，就叫做内存泄露，内存泄露的问题很严重。好了，让我们看几个内存泄露的案例。

在C/C++中，通过动态内存分配函数(如malloc系统函数)或者new运算符分配的动态内存在使用完之后需要手动释放。否则会造成内存泄露。
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建议：代码编写时注意malloc/free, new/delete成对使用

即使在malloc/new后显示调用了free/delete释放内存，但是由于异常可能会导致释放内存的free/delete语句得不到执行，也会发生内存泄露，下面的例子就是这种情况。
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从运行结果来看，类的析构函数没有被执行，可推知delete语句并没有得到执行。
有人会说，这还不简单，直接在catch语句的cout 没错，这只是个几十行代码的测试程序，你可能一下就看出问题了，但是如果你面对的是一个庞大的工程时候，我想你内心一定是好崩溃的。还有更好的办法来解决这种问题，就是智能指针，后面会有专门的文章介绍。
建议：C++代码代码中多注意使用智能指针

不要使用野指针

野指针也叫悬挂指针，是指向“垃圾”内存的指针，使用“野指针”会让程序出现不确定的行为。

注意，野指针不是NULL指针，它比NULL指针更容易犯错，因为它不能通过形如 if (NULL == p)的判断语句来预防，只能我们自己在写代码时多注意。

指针p被free或者delete之后，没有置为NULL，让人误以为p是个合法的指针，事实上free或delete只是把指针所指的内存给释放掉，但是指针的值还是这块内存的地址，只不过这块内存已经被回收了不能被该进程再使用，下面的例子就是一个典型的使用野指针的案例。
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建议：free或delete之后将相应的指针设置为NULL

在创建指针变量p时忘了初始化，p的值是个随机的垃圾值，此时读写该指针都是危险的，程序会产生不确定的行为
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建议：定义指针变量的时候尽量初始化，哪怕初始化为NULL也好

c/c++中，局部变量是存放在栈中的，它的特点是随函数调用时创建随函数结束时销毁，因此在程序中将局部变量的地址返回后赋值给一个指针，这个指针指向的是一个已经被回收的内存，这也是一种野指针。
看看下面的例子，原本是想将fun函数中的变量i的地址返回给p，用p访问这个变量，这个打印出*p是32767，并不是变量i的值8。像这种bug，一旦在大的项目中出现是很难定位的。
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