老生常談C/C++內存管理

內存分配方式

簡介

在C++中，內存分成5個區，他們分別是堆、棧、自由存儲區、全局/靜態存儲區和常量存儲區。

棧：在執行函數時，函數內局部變量的存儲單元都可以在棧上創建，函數執行結束時這些存儲單元自動被釋放。棧內存分配運算內置于處理器的指令集中，效率很高，但是分配的內存容量有限。

堆：就是那些由 new分配的內存塊，他們的釋放編譯器不去管，由我們的應用程序去控制，一般一個new就要對應一個 delete。如果程序員沒有釋放掉，那么在程序結束后，操作系統會自動回收。

自由存儲區：就是那些由malloc等分配的內存塊，他和堆是十分相似的，不過它是用free來結束自己的生命的。

全局/靜態存儲區：全局變量和靜態變量被分配到同一塊內存中，在以前的C語言中，全局變量又分為初始化的和未初始化的，在C++里面沒有這個區分了，他們共同占用同一塊內存區。

常量存儲區：這是一塊比較特殊的存儲區，他們里面存放的是常量，不允許修改。

常見的內存錯誤及其對策

發生內存錯誤是件非常麻煩的事情。編譯器不能自動發現這些錯誤，通常是在程序運行時才能捕捉到。而這些錯誤大多沒有明顯的癥狀，時隱時現，增加了改錯的難度。有時用戶怒氣沖沖地把你找來，程序卻沒有發生任何問題，你一走，錯誤又發作了。

常見的內存錯誤及其對策如下：

內存分配未成功，卻使用了它。編程新手常犯這種錯誤，因為他們沒有意識到內存分配會不成功。常用解決辦法是，在使用內存之前檢查指針是否為NULL。如果指針p是函數的參數，那么在函數的入口處用assert(p!=NULL)進行檢查。如果是用malloc或new來申請內存，應該用if(p==NULL) 或if(p!=NULL)進行防錯處理。

內存分配雖然成功，但是尚未初始化就引用它。犯這種錯誤主要有兩個起因：一是沒有初始化的觀念；二是誤以為內存的缺省初值全為零，導致引用初值錯誤（例如數組）。內存的缺省初值究竟是什么并沒有統一的標準，盡管有些時候為零值，我們寧可信其無不可信其有。所以無論用何種方式創建數組，都別忘了賦初值，即便是賦零值也不可省略，不要嫌麻煩。

內存分配成功并且已經初始化，但操作越過了內存的邊界。例如在使用數組時經常發生下標“多1”或者“少1”的操作。特別是在for循環語句中，循環次數很容易搞錯，導致數組操作越界。

忘記了釋放內存，造成內存泄露。含有這種錯誤的函數每被調用一次就丟失一塊內存。剛開始時系統的內存充足，你看不到錯誤。終有一次程序突然死掉，系統出現提示：內存耗盡。動態內存的申請與釋放必須配對，程序中malloc與free的使用次數一定要相同，否則肯定有錯誤（new/delete同理）。

釋放了內存卻繼續使用它。

有三種情況：

(1). 程序中的對象調用關系過于復雜，實在難以搞清楚某個對象究竟是否已經釋放了內存，此時應該重新設計數據結構，從根本上解決對象管理的混亂局面。

(2). 函數的return語句寫錯了，注意不要返回指向“棧內存”的“指針”或者“引用”，因為該內存在函數體結束時被自動銷毀。

(3). 使用free或delete釋放了內存后，沒有將指針設置為NULL。導致產生“野指針”。

那么如何避免產生野指針呢？這里列出了5條規則，平常寫程序時多注意一下，養成良好的習慣。

規則1：用malloc或new申請內存之后，應該立即檢查指針值是否為NULL。防止使用指針值為NULL的內存。

規則2：不要忘記為數組和動態內存賦初值。防止將未被初始化的內存作為右值使用。

規則3：避免數組或指針的下標越界，特別要當心發生“多1”或者“少1”操作。

規則4：動態內存的申請與釋放必須配對，防止內存泄漏。

規則5：用free或delete釋放了內存之后，立即將指針設置為NULL，防止產生“野指針”。

以上這篇老生常談C/C++內存管理就是小編分享給大家的全部內容了，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持億速云。