更深層次分析一道試題——指針內存分配

指針參數是如何傳遞內存的?
如果函數的參數是一個指針不要指望用該指針去申請動態內存。示例7-4-1 中,
Test 函數的語句GetMemory(str, 200)並沒有使str 獲得期望的內存,str 依舊是NULL,
爲什麼?
void GetMemory(char *p, int num)
{
p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
}
void Test(void)
{
char *str = NULL;
GetMemory(str, 100); // str 仍然爲 NULL
strcpy(str, "hello"); // 運行錯誤
}
示例7-4-1 試圖用指針參數申請動態內存

毛病出在函數GetMemory 中。編譯器總是要爲函數的每個參數製作臨時副本,指針
參數p 的副本是 _p,編譯器使 _p = p。如果函數體內的程序修改了_p 的內容,就導致
參數p 的內容作相應的修改。這就是指針可以用作輸出參數的原因。在本例中,_p 申請
了新的內存,只是把_p 所指的內存地址改變了,但是p 所指的內存地址絲毫未變。(不會執行p =_p)所以函數GetMemory並不能輸出任何東西。事實上,每執行一次GetMemory 就會泄露一塊內存,因爲沒有用free 釋放內存。
如果非得要用指針參數去申請內存,那麼應該改用“指向指針的指針”,見示例7-4-2。
void GetMemory2(char **p, int num)
{
*p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
}
void Test2(void)
{
char *str = NULL;
GetMemory2(&str, 100); // 注意參數是 &str,而不是str
strcpy(str, "hello");
cout<< str << endl;
free(str);
}
示例7-4-2 用指向指針的指針申請動態內存
由於“指向指針的指針”這個概念不容易理解,我們可以用函數返回值來傳遞動態
內存。(很好的方法,可借鑑)
這種方法更加簡單,見示例7-4-3。
char *GetMemory3(int num)
{
char *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
return p;
}
void Test3(void)
{
char *str = NULL;
str = GetMemory3(100);
strcpy(str, "hello");
cout<< str << endl;
free(str);
}
示例7-4-3 用函數返回值來傳遞動態內存

用函數返回值來傳遞動態內存這種方法雖然好用,但是常常有人把return 語句用錯
了。這裏強調不要用return 語句返回指向“棧內存”的指針(多用指向堆指針,記得要free),因爲該內存在函數結束時自動消亡,見示例7-4-4。
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;
}
示例7-4-4 return 語句返回指向“棧內存”的指針用調試器逐步跟蹤Test4,發現執行str = GetString 語句後str 不再是NULL 指針,但是str 的內容不是“hello world”而是垃圾。

p[]數組爲函數內的局部自動變量,在函數返回後,內存已經被釋放。這是許多程序員常犯的錯誤,其根源在於不理解變量的生存期。
如果把示例7-4-4 改寫成示例7-4-5,會怎麼樣?
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 語句返回常量字符串
函數Test5 運行雖然不會出錯,但是函數GetString2 的設計概念卻是錯誤的。因
爲GetString2 內的“hello world”是常量字符串,位於靜態存儲區,它在程序生命期
內恆定不變。無論什麼時候調用GetString2,它返回的始終是同一個“只讀”的內存塊。

 
補充一下:
 

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症狀,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:

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