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C语言 内存管理详解(五)
2012-11-05 10:47:22 来源: 作者: 【 】 浏览:1544
Tags:语言   内存 管理 详解


  
  示例4.3 用函数返回值来传递动态内存
  
  用函数返回值来传递动态内存这种方法虽然好用,但是常常有人把return语句用错了。这里强调不要用return语句返回指向“栈内存”的指针,因为该内存在函数结束时自动消亡,见示例4.4.
  
  char *GetString(void)
  
  {
  
  char p[] = “hello world”;
  
  return p; // 编译器将提出警告
  
  }
  
  void Test4(void)
  
  {
  
  char *str = NULL;
  
  str = GetString(); // str 的内容是垃圾
  
  cout《 str 《 endl;
  
  }
  
  示例4.4 return语句返回指向“栈内存”的指针
  
  用调试器逐步跟踪Test4,发现执行str = GetString语句后str不再是NULL指针,但是str的内容不是“hello world”而是垃圾。
  
  如果把示例4.4改写成示例4.5,会怎么样?
  
  char *GetString2(void)
  
  {
  
  char *p = “hello world”;
  
  return p;
  
  }
  
  void Test5(void)
  
  {
  
  char *str = NULL;
  
  str = GetString2();
  
  cout《 str 《 endl;
  
  }
  
  示例4.5 return语句返回常量字符串
  
  函数Test5运行虽然不会出错,但是函数GetString2的设计概念却是错误的。因为GetString2内的“hello world”是常量字符串,位于静态存储区,它在程序生命期内恒定不变。无论什么时候调用GetString2,它返回的始终是同一个“只读”的内存块。
  
  5、杜绝“野指针”
  
  “野指针”不是NULL指针,是指向“垃圾”内存的指针。人们一般不会错用NULL指针,因为用if语句很容易判断。但是“野指针”是很危险的,if语句对它不起作用。 “野指针”的成因主要有两种:
  
  (1)指针变量没有被初始化。任何指针变量刚被创建时不会自动成为NULL指针,它的缺省值是随机的,它会乱指一气。所以,指针变量在创建的同时应当被初始化,要么将指针设置为NULL,要么让它指向合法的内存。例如
  
  char *p = NULL;
  
  char *str = (char *) malloc(100);
  
  (2)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。
  
  (3)指针操作超越了变量的作用范围。这种情况让人防不胜防,示例程序如下:
  
  class A
  
  {
  
  public:
  
  void Func(void){ cout 《 “Func of class A” 《 endl; }
  
  };
  
  void Test(void)
  
  {
  
  A *p;
  
  {
  
  A a;
  
  p = &a; // 注意 a 的生命期
  
  }
  
  p->Func(); // p是“野指针”
  
  }
  
  函数Test在执行语句p->Func()时,对象a已经消失,而p是指向a的,所以p就成了“野指针”.但奇怪的是我运行这个程序时居然没有出错,这可能与编译器有关。
  
  6、有了malloc/free为什么还要new/delete
  
  malloc与free是C /C语言的标准库函数,new/delete是C 的运算符。它们都可用于申请动态内存和释放内存。
  
  对于非内部数据类型的对象而言,光用maloc/free无法满足动态对象的要求。对象在创建的同时要自动执行构造函数,对象在消亡之前要自动执行析构函数。由于malloc/free是库函数而不是运算符,不在编译器控制权限之内,不能够把执行构造函数和析构函数的任务强加于malloc/free.
  
  因此C 语言需要一个能完成动态内存分配和初始化工作的运算符new,以及一个能完成清理与释放内存工作的运算符delete.注意new/delete不是库函数。我们先看一看malloc/free和new/delete如何实现对象的动态内存管理,见示例6.
  
  class Obj
  
  {
  
  public :
  
  Obj(void){ cout 《 “Initialization” 《 endl; }
  
  ~Obj(void){ cout 《 “Destroy” 《 endl; }
  
  void Initialize(void){ cout 《 “Initialization” 《 endl; }
  
  void Destroy(void){ cout 《 “Destroy” 《 endl; }
  
  };
  
  void UseMallocFree(void)
  
  {
  
  Obj *a = (obj *)malloc(sizeof(obj)); // 申请动态内存
  
  a->Initialize(); // 初始化
  
  //…
  
  a->Destroy(); // 清除工作
  
  free(a); // 释放内存
  
  }
  
  void UseNewDelete(void)
  
  {
  
  Obj *a = new Obj; // 申请动态内存并且初始化
  
  //…
  
  delete a; // 清除并且释放内存
  
  }
  
  示例6 用malloc/free和new/delete如何实现对象的动态内存管理
  
  类Obj的函数Initialize模拟了构造函数的功能,函数Destroy模拟了析构函数的功能。函数UseMallocFree中,由于 malloc/free不能执行构造函数与析构函数,必须调用成员函数Initialize和Destroy来完成初始化与清除工作。函数 UseNewDelete则简单得多。
  
  所以我们不要企图用malloc/free来完成动态对象的内存管理,应该用new/delete.由于内部数据类型的“对象”没有构造与析构的过程,对它们而言malloc/free和new/delete是等价的。
  
  既然new/delete的功能完全覆盖了malloc/free,为什么C 不把malloc/free淘汰出局呢?这是因为C 程序经常要调用C函数,而C程序只能用malloc/free管理动态内存。
  
  如果用free释放“new创建的动态对象”,那么该对象因无法执行析构函数而可能导致程序出错。如果用delete释放“malloc申请的动态内存 ”,理论上讲程序不会出错,但是该程序的可读性很差。所以new/delete必须配对使用,malloc/free也一样。
  
  7、内存耗尽怎么办?
  
  如果在申请动态内存时找不到足够大的内存块,malloc和new将返回NULL指针,宣告内存申请失败。通常有三种方式处理“内存耗尽”问题。
  
  (1)判断指针是否为NULL,如果是则马上用return语句终止本函数。例如:
  
  void Func(void)
  
  {
  
  A *a = new A;
  
  if(a == NULL)
  
  {
  
  return;
  
  }
  
  …
  
  }
  
  (2)判断指针是否为NULL,如果是则马上用exit(1)终止整个程序的运行。例如:
  
  void Func(void)
  
  {
  
  A *a = new A;
  
  if(a == NULL)
  
  {
  
  cout 《 “Memory Exhausted” 《 endl;
  
  exit(1);
  
  }
  
  …
  
  }

        

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