高质量C _C编程指南--第7章内存管理(2)

文章作者 100test 发表时间 2007:03:10 17:07:01
来源 100Test.Com百考试题网

7.7 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0delete之后，没有置为NULL，让人误以为p是个合法的指针。参见7.5节。
（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。
7.8 有了malloc/free为什么还要new/0delete ？
malloc与free是C /C语言的标准库函数，new/0delete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0delete。注意new/0delete不是库函数。
我们先看一看malloc/free和new/0delete如何实现对象的动态内存管理，见示例7-8。
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
//…
0delete a. // 清除并且释放内存
}

示例7-8 用malloc/free和new/0delete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/0delete。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/0delete是等价的。
既然new/0delete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0delete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/0delete必须配对使用，malloc/free也一样。
7.9 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).
}
…
}
（3）为new和malloc设置异常处理函数。例如Visual C 可以用_set_new_hander函数为new设置用户自己定义的异常处理函数，也可以让malloc享用与new相同的异常处理函数。详细内容请参考C 使用手册。