C++之指針使用


C++指針使用的好壞直接反映了編程人員水平的高低,下面從指針和數組的區別、指針參數是如何傳遞內存、野指針、malloc/free、new/delete和內存耗盡怎么辦方面進行總結。

一 指針和數組對比

  C++/C程序中,指針和數組在不少地方可以相互替換着用,讓人產生一種錯覺,以為兩者是等價的。數組要么在靜態存儲區被創建(如全局數組),要么在棧上被創建。數組名對應着(而不是指向)一塊內存,其地址與容量在生命期內保持不變,只有數組的內容可以改變。指針可以隨時指向任意類型的內存塊,它的特征是“可變”,所以我們常用指針來操作動態內存。指針遠比數組靈活,但也更危險。

(1)修改內容

char a[] = “hello”;
a[0] = ‘X’;  // 數組可以修改字符串內容

char *p = “world”; // 注意p指向常量字符串
// 編譯器不能發現該錯誤
// 但該語句企圖修改常量字符串的內容而導致運行出錯
p[0] = ‘X’; 

(2)內容復制和比較

// 數組…
char a[] = "hello";
char b[10];
strcpy(b, a); // 不能用 b = a;
if(strcmp(b, a) == 0) // 不能用 if (b == a)

// 指針…
int len = strlen(a);
char *p = (char *)malloc(sizeof(char)*(len+1));
strcpy(p,a); // 不要用 p = a;
if(strcmp(p, a) == 0) // 不要用 if (p == a)

(3)計算內存容量

char a[] = "hello world";
char *p = a;
cout<< sizeof(a) << endl; // 12字節
cout<< sizeof(p) << endl; // 4字節

注意當數組作為函數的參數進行傳遞時,該數組自動退化為同類型的指針

void Func(char a[100])
{
 cout<< sizeof(a) << endl; // 4字節而不是100字節
}

二 指針參數如何傳遞內存

(1)錯誤示例

void GetMemory(char *p, int num)
{
 p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
}

void Test(void)
{
 char *str = NULL;
 GetMemory(str, 100); // str 仍然為 NULL
 strcpy(str, "hello"); // 運行錯誤
}

  編譯器總是要為函數的每個參數制作臨時副本,指針參數p的副本是 _p,編譯器使 _p = p。如果函數體內的程序修改了_p的內容,就導致參數p的內容作相應的修改。這就是指針可以用作輸出參數的原因。

  在上面的例子中,_p申請了新的內存,只是把_p所指的內存地址改變了,但是p絲毫未變。所以函數GetMemory並不能輸出任何東西。事實上,每執行一次GetMemory就會泄露一塊內存,因為沒有用free釋放內存。

(2)解決方法1:使用指向指針的指針

void GetMemory2(char **p, int num)
{
 *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
}

void Test2(void)
{
 char *str = NULL;
 GetMemory2(&str, 100); // 注意參數是 &str,而不是str
 strcpy(str, "hello");
 cout<< str << endl;
 free(str);
}

(3)解決方法2:指針作為函數返回值

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);
}
注:(1)在上面的例子中,要特別注意在函數調用完后用free釋放malloc的內存;
  (2)不要在函數體內返回棧內存的指針

三 野指針

  “野指針”不是NULL指針,是指向“垃圾”內存的指針。

  人們一般不會錯用NULL指針,因為用if語句很容易判斷。但是“野指針”是很危險的,if語句對它不起作用。 

  “野指針”的成因主要有三種:

  (1)指針變量沒有被初始化。任何指針變量剛被創建時不會自動成為NULL指針,它的缺省值是隨機的,它會亂指一氣。

  (2)指針p被free或者delete之后,沒有置為NULL,讓人誤以為p是個合法的指針。

  (3)指針操作超越了變量的作用域范圍。

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“野指針”
}

四 malloc/free/new/delete

  malloc與free是C++/C語言的標准庫函數,new/delete是C++的運算符。它們都可用於申請動態內存和釋放內存。

  對於非內部數據類型的對象而言,光用maloc/free無法滿足動態對象的要求。對象在創建的同時要自動執行構造函數,對象在消亡之前要自動執行析構函數。由於malloc/free是庫函數而不是運算符,不在編譯器控制權限之內,不能夠把執行構造函數和析構函數的任務強加於malloc/free。

  因此C++語言需要一個能完成動態內存分配和初始化工作的運算符new,以及一個能完成清理與釋放內存工作的運算符delete。注意new/delete不是庫函數。

五 內存耗盡怎么辦

  如果在申請動態內存時找不到足夠大的內存塊,malloc和new將返回NULL指針,宣告內存申請失敗。通常有三種方式處理“內存耗盡”問題。

  (1)判斷指針是否為NULL,如果是則馬上用return語句終止本函數。

  (2)判斷指針是否為NULL,如果是則馬上用exit(1)終止整個程序的運行。

  (3)用_set_new_hander函數為new設置用戶自己定義的異常處理函數。


免責聲明!

本站轉載的文章為個人學習借鑒使用,本站對版權不負任何法律責任。如果侵犯了您的隱私權益,請聯系本站郵箱yoyou2525@163.com刪除。



 
粵ICP備18138465號   © 2018-2025 CODEPRJ.COM