找回密码
 注册
搜索
查看: 519|回复: 0

[讨论] 内存的管理(三)

[复制链接]
发表于 2009-3-19 11:01:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
用调试器逐步跟踪Test4,发现执行str = GetString语句后str不再是NULL指针,但是str的内容不是“hello world”而是垃圾。
    如果把示例7-4-4改写成示例7-4-5,会怎么样?

char *GetString2(void)

{

    char *p = "hello world";

    return p;

}

void Test5(void)

{

    char *str = NULL;

    str = GetString2();

    cout<< str << endl;

}



示例7-4-5 return语句返回常量字符串

    函数Test5运行虽然不会出错,但是函数GetString2的设计概念却是错误的。因为GetString2内的“hello world”是常量字符串,位于静态存储区,它在程序生命期内恒定不变。无论什么时候调用GetString2,它返回的始终是同一个“只读”的内存块。

    1.7 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delete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。
    1.8 有了malloc/free为什么还要new/delete ?
    malloc与free是C++/C语言的标准库函数,new/delete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delete。注意new/delete不是库函数。
    我们先看一看malloc/free和new/delete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

    //…

    delete a;         // 清除并且释放内存

}



示例7-8 用malloc/free和new/delete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/delete。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/delete是等价的。
    既然new/delete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delete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/delete必须配对使用,malloc/free也一样。
    1.9 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:
{
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。

    上述(1)(2)方式使用最普遍。如果一个函数内有多处需要申请动态内存,那么方式(1)就显得力不从心(释放内存很麻烦),应该用方式(2)来处理。
很多人不忍心用exit(1),问:“不编写出错处理程序,让操作系统自己解决行不行?”
不行。如果发生“内存耗尽”这样的事情,一般说来应用程序已经无药可救。如果不用exit    (1) 把坏程序杀死,它可能会害死操作系统。道理如同:如果不把歹徒击毙,歹徒在老死之前会犯下更多的罪。

    有一个很重要的现象要告诉大家。对于32位以上的应用程序而言,无论怎样使用malloc与new,几乎不可能导致“内存耗尽”。我在Windows 98下用Visual C++编写了测试程序,见示例7-9。这个程序会无休止地运行下去,根本不会终止。因为32位操作系统支持“虚存”,内存用完了,自动用硬盘空间顶替。我只听到硬盘嘎吱嘎吱地响,Window 98已经累得对键盘、鼠标毫无反应。
    我可以得出这么一个结论:对于32位以上的应用程序,“内存耗尽”错误处理程序毫无用处。这下可把Unix和Windows程序员们乐坏了:反正错误处理程序不起作用,我就不写了,省了很多麻烦。
    我不想误导读者,必须强调:不加错误处理将导致程序的质量很差,千万不可因小失大。

void main(void)

{

    float *p = NULL;

    while(TRUE)

    {

        p = new float[1000000];  

       cout << “eat memory” << endl;

       if(p==NULL)

           exit(1);

    }

}



示例7-9试图耗尽操作系统的内存
高级模式
B Color Image Link Quote Code Smilies

本版积分规则

Archiver|手机版|小黑屋|52RD我爱研发网 ( 沪ICP备2022007804号-2 )

GMT+8, 2024-12-28 20:51 , Processed in 0.044139 second(s), 17 queries , Gzip On.

Powered by Discuz! X3.5

© 2001-2023 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表