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水滴石穿C語言之內存使用

2019-11-17 05:12:02
字體：大 中 小
來源：轉載
供稿：網友
問題：內存使用

　　有人寫了一個將整數轉換為字符串的函數：

char *itoa (int n)
{
　char retbuf[20];
　s　return retbuf;
}
　　假如我調用這個函數：char *str5 = itoa(5)，str5會是什么結果呢？

　　答案分析：

　　答案是不確定，可以確定的是肯定不是我們想要的 “5”。

　　 retbuf定義在函數體中，是一個局部變量，它的內存空間位于棧（stack）中的某個位置，其作用范圍也僅限于在itoa()這個函數中。當itoa()函數退出時，retbuf在調用棧中的內容將被收回，這時，這塊內存地址可能存放別的內容。因此將retbuf這個局部變量返回給調用者是達不到預期的目的的。

　　那么如何解決這個問題呢，不用擔心，方法不但有，而且還不止一個，下面就來闡述三種能解決這個問題的辦法：

　　1)、在itoa()函數內部定義一個static char retbuf[20]，根據靜態變量的特性，我們知道，這可以保證函數返回后retbuf的空間不會被收回，原因是函數內的靜態變量并不是放在棧中，而是放在程序中一個叫“.bss”段的地方，這個地方的內容是不會因為函數退出而被收回的。

　　這種辦法確實能解決問題，但是這種辦法同時也導致了itoa()函數變成了一個不可重入的函數（即不能保證相同的輸入肯定有相同的輸出），另外， retbuf [] 中的內容會被下一次的調用結果所替代，這種辦法不值得推薦。

　　2)、在itoa()函數內部用malloc() 為retbuf申請內存，并將結果存放其中，然后將retbuf返回給調用者。由于此時retbuf位于堆（heap）中，也不會隨著函數返回而釋放，因此可以達到我們的目的。

　　但是有這樣一種情況需要注重：itoa()函數的調用者在不需要retbuf的時候必須把它釋放，否則就造成內存泄漏了，假如此函數和調用函數都是同一個人所寫，問題不大，但假如不是，則比較輕易會疏漏此釋放內存的操作。

　　3)、將函數定義為char *itoa（int n， char *retbuf），且retbuf的空間由調用者申請和釋放，itoa()只是將轉換結果存放到retbuf而已。

　　這種辦法明顯比第一、二種方法要好，既避免了方法1對函數的影響，也避免了方法2對內存分配釋放的影響，是目前一種比較通行的做法。

　　擴展分析：

　　其實就這個問題本身而言，我想大家都可以馬上想到答案，要害在于對內存這種敏感資源的正確和合理地利用，下面對內存做一個簡單的分析：

　　1)、程序中有不同的內存段，包括：

　　.data - 已初始化全局/靜態變量，在整個軟件執行過程中有效；

　　.bss - 未初始化全局/靜態變量，在整個軟件執行過程中有效；

　　.stack - 函數調用棧，其中的內容在函數執行期間有效，并由編譯器負責分配和收回；

　　.heap - 堆，由程序顯式分配和收回，假如不收回就是內存泄漏。

　　2)、自己使用的內存最好還是自己申請和釋放。

　　這可以說是一個內存分配和釋放的原則，比如說上面解決辦法的第二種，由itoa()分配的內存，最后由調用者釋放，就不是一個很好的辦法，還不如用第三種，由調用者自己申請和釋放。另外這個原則還有一層意思是說：假如你要使用一個指針，最好先確信它已經指向合法內存區了，假如沒有就得自己分配，要不就是非法指針訪問。很多程序的致命錯誤都是訪問一個沒有指向合法內存區的指針，這也包括空指針。 更多文章 更多內容請看C/C++進階技術文檔專題，或
　　問題：內存分配 & sizeof

　　我使用sizeof來計算一個指針變量，我希望得到這個指針變量所分配的內存塊的大小，可以嗎？

Char *p = NULL;
int nMemSize = 0;
…
p = malloc(1024);
nMemSize = sizeof(p);
　　答案與分析：

　　答案是達不到你的要求，sizeof只能告訴你指針本身占用的內存大小。指針所指向的內存，假如是malloc分配的，sizeof 是沒有辦法知道的。換句話說，malloc分配的內存是沒有辦法向內存治理模塊進行事后查詢的，當然你可以自己編寫代碼來維護。

　　 問題：棧內存使用

　　下面程序運行有什么問題？

char *GetString(void)
{
　char p[] = "hello world";
　return p;// 編譯器將提出警告
}

void Test4(void)
{
　char *str = NULL;
　str = GetString();// str 的內容是垃圾
　cout<< str << endl;
}
　　答案與分析：

　　返回棧內存，內存可能被銷毀，也可能不被銷毀，但是，出了作用域之后已被標記成可被系統使用，所以，亂七八糟不可知內容，當然，返回的指針的內容，應該是不變的，非凡時候是有用的，比如，可以用來探測系統內存分配規律等等。


　　問題：內存使用相關編程規范

　　我想盡可能地避免內存使用上的問題，有什么捷徑嗎？

　　答案與分析：

　　除非做一件從沒有人做過的事情，否則，都是有捷徑可言的，那就是站在前人的肩膀上，現在各個大公司都有自己的編碼規范，這些規范凝聚了很多的經驗和教訓，有較高的使用價值，鑒于這些規范在網上流傳很多，這里我就不再列出了，感愛好的，推薦參考林銳的《高質量C/C++編程指南》。 更多文章 更多內容請看C/C++進階技術文檔專題，或

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