C++ 內存泄露和內存越界


內存泄露:分配了內存而沒有釋放,逐漸耗盡內存資源,導致系統崩潰
內存越界: 打個比方 就是你有一個500ml的水瓶,然后你倒在瓶里的水大於500ml 那個多余的就會流出來... 

1. 原理分析
經常有些新C++程序員問:C++的類的成員個數是不是有限制,為什么我加一個變量后程序就死了?或者說:是不是成員變量的順序很重要,為什么我兩個成員變量順序換一換程序就不行了?凡此種種之怪現象,往往都是內存訪問越界所致。
何謂內存訪問越界,簡單的說,你向系統申請了一塊內存,在使用這塊內存的時候,超出了你申請的范圍。例如,你明明申請的是100字節的空間,但是你由於某種原因寫入了120字節,這就是內存訪問越界。內存訪問越界的后果是:你的寫入破壞了本不屬於你的空間。
下面是一個簡單的例子:


int a;
char b[16]="abcd";
int c;

a = 1;
c = 2;
printf("a=%d,c=%d/n", a,c);
memset(b, 0,32); //注意這里訪問越界了,你只有16字節空間,卻修改了32字節
printf("a=%d,c=%d/n", a,c);

你可以看出,在memset前后,兩個printf語句打印出來的值並不一樣,因為memset越界后修改了a或者c的值(由於不同編譯器對變量在空間中順序的安排可能有不同策略,因此我用兩個變量,希望能抓到越界信息。對於VC,debug模式下系統添加了很多填充字節,你可能需要增加越界的數量才能看到效果)
2. 為什么增加一個變量后程序就崩潰了?
增加一個變量后,內存中變量的布局也發生了變化。如果一個內存越界破壞了一個不含指針的結構,程序雖然邏輯不對,但是不至於崩潰。但是如果增加變量后,內存訪問越界破壞了一個指針,則會導致程序崩潰。

例如:

nt a;
char b[128];
//bool c;
char* d=new char[128];
int e;

b[136] = '/0';
b[137] = '/0';
b[138] = '/0';
b[139] = '/0';
strcpy(d, "haha");
注意, b訪問越界了8個字節位置處的4個字節。如果沒有c,那么越界破壞了e變量,不會導致程序崩潰。但是加上c之后,破壞的變量可能就是d了,由於指針被破壞后,一旦訪問就是內存訪問違例,導致程序崩潰。

這也解釋了為什么交換順序會導致程序崩潰。如果上面情況沒有變量c,你交換e和d,結構也是類似的,程序也一樣要崩潰。

3. 為什么有些情況越界了程序也沒錯?
這主要是說這個話的人對什么是“錯”沒有正確的認識。程序不是只有崩潰了才是錯!你破壞了別的變量,那個變量總有被使用的時候,盡管那個變量不會導致諸如程序崩潰、報警之類的嚴重錯誤,但是其計算結果必然是錯誤的。你說“程序沒錯”,是因為你根本沒有發現錯誤而已。這種情況甚至比程序直接崩潰還要惡劣,因為程序一旦崩潰你肯定會去查,可以在導致真正嚴重的問題之前就把問題解決了。而如果計算錯誤隱藏到很晚,你的損失就可能很大了。(例如,一顆衛星上天了,你才發現一台儀器由於軟件故障無法測量真正的數據,那得多少損失?)

4. 如何解決內存訪問越界問題?
老實說沒有好的方法。遇到這種問題,首先你得找到哪里有內存訪問越界,而一個比較麻煩得問題在於,出現錯誤得地方往往不是真正內存越界得地方。對於內存訪問越界,往往需要進行仔細得代碼走查、單步跟蹤並觀察變量以及在調試環境得幫助下對變量進行寫入跟蹤(如VC6就有一旦變量被修改就break得機制)。

更重要得是,程序員要養成良好的編程習慣,在修改每個數組時一定要對這個數組有多少空間有清醒的認識,否則一旦出錯,找到原因是很痛苦的事情。


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