展会信息港展会大全

Linux编程C++内存管理的指针传递详解
来源:互联网   发布日期:2016-01-26 10:16:12   浏览:2187次  

导读:指针参数是如何传递内存的? 如果函数的参数是一个指针,不要指望用该指针去申请动态内存。示例7-4-1中,Test函数的语句GetMemory(str, 200)并没有使str获得期望的内存,str依旧是NULL,为什么?双击代码全选 ...

指针参数是如何传递内存的?

如果函数的参数是一个指针,不要指望用该指针去申请动态内存。示例7-4-1中,Test函数的语句GetMemory(str, 200)并没有使str获得期望的内存,str依旧是NULL,为什么?

双击代码全选

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

void GetMemory(char *p, int num)

{

p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);

}

void Test(void)

{

char *str = NULL;

GetMemory(str, 100); // str 仍然为 NULL

strcpy(str, "hello"); // 运行错误

}

示例试图用指针参数申请动态内存

毛病出在函数GetMemory中。编译器总是要为函数的每个参数制作临时副本,指针参数p的副本是 _p,编译器使 _p = p。如果函数体内的程序修改了_p的内容,就导致参数p的内容作相应的修改。这就是指针可以用作输出参数的原因。在本例中,_p申请了新的内存,只是把 _p所指的内存地址改变了,但是p丝毫未变。所以函数GetMemory并不能输出任何东西。事实上,每执行一次GetMemory就会泄露一块内存,因 为没有用free释放内存。

如果非得要用指针参数去申请内存,那么应该改用 指向指针的指针 ,见示例4.2。

双击代码全选

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

void GetMemory2(char **p, int num)

{

*p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);

}

void Test2(void)

{

char *str = NULL;

GetMemory2(&str, 100); // 注意参数是 &str,而不是str

strcpy(str, "hello");

cout<< str << endl;

free(str);

}

示例用指向指针的指针申请动态内存

由于 指向指针的指针 这个概念不容易理解,我们可以用函数返回值来传递动态内存。这种方法更加简单。

双击代码全选

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

char *GetMemory3(int num)

{

char *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);

return p;

}

void Test3(void)

{

char *str = NULL;

str = GetMemory3(100);

strcpy(str, "hello");

cout<< str << endl;

free(str);

}

示例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。

双击代码全选

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

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。

双击代码全选

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

char *GetString2(void)

{

char *p = "hello world";

return p;

}

void Test5(void)

{

char *str = NULL;

str = GetString2();

cout<< str << endl;

}

示例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。

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

双击代码全选

1

2

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:

双击代码全选

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

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。

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。

双击代码全选

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

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 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。

赞助本站

人工智能实验室

相关热词: 指针 Linux C++ 内存管理

AiLab云推荐
推荐内容
展开

热门栏目HotCates

Copyright © 2010-2024 AiLab Team. 人工智能实验室 版权所有    关于我们 | 联系我们 | 广告服务 | 公司动态 | 免责声明 | 隐私条款 | 工作机会 | 展会港