記憶體分配方式 簡介 在C++中,記憶體分成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,函數內局部變數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。棧記憶體分配運算內置於處理器的指令集中,效率很高,但是分配的記憶體容量有限。 堆:就是那些由 n ...
記憶體分配方式
簡介
在C++中,記憶體分成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,函數內局部變數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。棧記憶體分配運算內置於處理器的指令集中,效率很高,但是分配的記憶體容量有限。
堆:就是那些由 new
分配的記憶體塊,他們的釋放編譯器不去管,由我們的應用程式去控制,一般一個new
就要對應一個 delete
。如果程式員沒有釋放掉,那麼在程式結束後,操作系統會自動回收。
自由存儲區:就是那些由malloc
等分配的記憶體塊,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:全局變數和靜態變數被分配到同一塊記憶體中,在以前的C語言中,全局變數又分為初始化的和未初始化的,在C++裡面沒有這個區分了,他們共同占用同一塊記憶體區。
常量存儲區:這是一塊比較特殊的存儲區,他們裡面存放的是常量,不允許修改。
常見的記憶體錯誤及其對策
發生記憶體錯誤是件非常麻煩的事情。編譯器不能自動發現這些錯誤,通常是在程式運行時才能捕捉到。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。有時用戶怒氣衝衝地把你找來,程式卻沒有發生任何問題,你一走,錯誤又發作了。 常見的記憶體錯誤及其對策如下:
- 記憶體分配未成功,卻使用了它。編程新手常犯這種錯誤,因為他們沒有意識到記憶體分配會不成功。常用解決辦法是,在使用記憶體之前檢查指針是否為
NULL
。如果指針p
是函數的參數,那麼在函數的入口處用assert(p!=NULL)
進行檢查。如果是用malloc
或new
來申請記憶體,應該用if(p==NULL)
或if(p!=NULL)
進行防錯處理。 - 記憶體分配雖然成功,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;二是誤以為記憶體的預設初值全為零,導致引用初值錯誤(例如數組)。記憶體的預設初值究竟是什麼並沒有統一的標準,儘管有些時候為零值,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。
- 記憶體分配成功並且已經初始化,但操作越過了記憶體的邊界。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
迴圈語句中,迴圈次數很容易搞錯,導致數組操作越界。 - 忘記了釋放記憶體,造成記憶體泄露。含有這種錯誤的函數每被調用一次就丟失一塊記憶體。剛開始時系統的記憶體充足,你看不到錯誤。終有一次程式突然死掉,系統出現提示:記憶體耗盡。動態記憶體的申請與釋放必須配對,程式中
malloc
與free
的使用次數一定要相同,否則肯定有錯誤(new/delete
同理)。 - 釋放了記憶體卻繼續使用它。
有三種情況:
(1). 程式中的對象調用關係過於複雜,實在難以搞清楚某個對象究竟是否已經釋放了記憶體,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,註意不要返回指向“棧記憶體”的“指針”或者“引用”,因為該記憶體在函數體結束時被自動銷毀。
(3). 使用free
或delete
釋放了記憶體後,沒有將指針設置為NULL
。導致產生“野指針”。
那麼如何避免產生野指針呢?這裡列出了5條規則,平常寫程式時多註意一下,養成良好的習慣。
規則1:用
malloc
或new
申請記憶體之後,應該立即檢查指針值是否為NULL
。防止使用指針值為NULL
的記憶體。
規則2:不要忘記為數組和動態記憶體賦初值。防止將未被初始化的記憶體作為右值使用。
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:動態記憶體的申請與釋放必須配對,防止記憶體泄漏。
規則5:用free
或delete
釋放了記憶體之後,立即將指針設置為NULL
,防止產生“野指針”。