什麼是野指針？

野指針，也就是指向不可用內存區域的指針。通常對這種指針進行操作的話，將會使程序發生不可預知的錯誤。
“野指針”不是NULL指針，是指向“垃圾”內存的指針。人們一般不會錯用NULL指針，因爲用if語句很容易判斷。但是“野指針”是很危險的，if語句對它不起作用。野指針的成因主要有兩種：

一、指針變量沒有被初始化。任何指針變量剛被創建時不會自動成爲NULL指針，它的缺省值是隨機的，它會亂指一氣。所以，指針變量在創建的同時應當被初始化，要麼將指針設置爲NULL，要麼讓它指向合法的內存。

二、指針p被free或者delete之後，沒有置爲NULL，讓人誤以爲p是個合法的指針。別看free和delete的名字惡狠狠的（尤其是delete），它們只是把指針所指的內存給釋放掉，但並沒有把指針本身幹掉。通常會用語句if (p != NULL)進行防錯處理。很遺憾，此時if語句起不到防錯作用，因爲即便p不是NULL指針，它也不指向合法的內存塊。例：

char *p = (char *) malloc(100);

strcpy(p, “hello”);

free(p); // p 所指的內存被釋放，但是p所指的地址仍然不變

if(p != NULL) // 沒有起到防錯作用

strcpy(p, “world”); // 出錯

另外一個要注意的問題：不要返回指向棧內存的指針或引用，因爲棧內存在函數結束時會被釋放。

 

 

 

野指針，也就是指向不可用內存區域的指針。通常對這種指針進行操作的話，將會使程序發生不可預知的錯誤。首先請諸位看以下一段“危險”的C++代碼：

void function( void )
{
char* str = new char[100];
delete[] str;
// Do something
strcpy( str, "Dangerous!!" );
}


之所以說其危險，是因爲這是一段完全合乎語法的代碼，編譯的時候完美得一點錯誤也不會有，然而當運行到strcpy一句的時候，問題就會出現，因爲在這之前，str的空間已經被delete掉了，所以strcpy當然不會成功。對於這種類似的情況，在林銳博士的書中有過介紹，稱其爲“野指針”。

那麼，諸位有沒有見過安全的“野指針”呢？下面請看我的一段C++程序，靈感來自CSDN上的一次討論。在此，我只需要C++的“類”，C++的其餘一概不需要，因此我沒有使用任何的C++標準庫，連輸出都是用printf完成的。

#include <stdio.h>

class CTestClass
{
public:
CTestClass( void );
int m_nInteger;
void Function( void );
};

CTestClass::CTestClass( void )
{
m_nInteger = 0;
}

void CTestClass::Function( void )
{
printf( "This is a test function./n" );
}

void main( void )
{
CTestClass* p = new CTestClass;
delete p;
p->Function();
}


OK，程序到此爲止，諸位可以編譯運行一下看看結果如何。你也許會驚異地發現：沒有任何的出錯信息，屏幕上竟然乖乖地出現了這麼一行字符串：

This is a test function.

奇怪嗎？不要急，還有更奇怪的呢，你可以把主函數中加上一句更不可理喻的：

((CTestClass*)NULL)->Function();


這仍然沒有問題！！

我這還有呢，哈哈。現在你在主函數中這麼寫，倘說上一句不可理喻，那麼以下可以叫做無法無天了：

int i = 888;
CTestClass* p2 = (CTestClass*)&i;
p2->Function();


你看到了什麼？是的，“This is a test function.”如約而至，沒有任何的錯誤。

你也許要問爲什麼，但是在我解答你之前，請你在主函數中加入如下代碼：

printf( "%d, %d", sizeof( CTestClass ), sizeof( int ) );


這時你就會看到真相了：輸出結果是——得到的兩個十進制數相等。對，由sizeof得到的CTestClass的大小其實就是它的成員m_nInteger的大小。亦即是說，對於CTestClass的一個實例化的對象（設爲a）而言，只有a.m_nInteger是屬於a這個對象的，而a.Function()卻是屬於CTestClass這個類的。所以以上看似危險的操作其實都是可行且無誤的。

現在你明白爲什麼我的“野指針”是安全的了，那麼以下我所列出的，就是在什麼情況下，我的“野指針”不安全：

在成員函數Function中對成員變量m_nInteger進行操作；
將成員函數Function聲明爲虛函數（virtual）。
以上的兩種情況，目的就是強迫野指針使用屬於自己的東西導致不安全，比如第一種情況中操作本身的m_nInteger，第二種情況中變爲虛函數的Function成爲了屬於對象的函數（這一點可以從sizeof看出來）。

其實，安全的野指針在實際的程序設計中是幾乎毫無用處的。我寫這一篇文章，意圖並不是像孔乙己一樣去琢磨回字有幾種寫法，而是想通過這個小例子向諸位寫明白C++的對象實例化本質，希望大家不但要明白what和how，更要明白why。李馬二零零三年二月二十日作於自宅。


關於成員函數CTestClass::Function的補充說明



這個函數是一個普通的成員函數，它在編譯器的處理下，會成爲類似如下的代碼：

void Function( const CTestClass * this ) // ①
{
printf("This is a test function./n");
}


那麼p->Function();一句將被編譯器解釋爲：

Function( p );


這就是說，普通的成員函數必須經由一個對象來調用（經由this指針激活②）。那麼由上例的delete之後，p指針將會指向一個無效的地址，然而p本身是一個有效的變量，因此編譯能夠通過。並且在編譯通過之後，由於CTestClass::Function的函數體內並未對這個傳入的this指針進行任何的操作，所以在這裏，“野指針”便成了一個看似安全的東西。

然而若這樣改寫CTestClass::Function：

void CTestClass::Function( void )
{
m_nInteger = 0;
}


那麼它將會被編譯器解釋爲：

void Function( const CTestClass * this )
{
this->m_nInteger = 0;
}


你看到了，在p->Function();的時候，系統將會嘗試在傳入的這個無效地址中尋找m_nInteger成員並將其賦值爲0，剩下的我不用說了——非法操作出現了。

至於virtual虛函數，如果在類定義之中將CTestClass聲明爲虛函數：

class CTestClass
{
public:
// ...
virtual void Function( void );
};


那麼C++在構建CTestClass類的對象模型時，將會爲之分配一個虛函數表vptr（可以從sizeof看出來）。vptr是一個指針，它指向一個函數指針的數組，數組中的成員即是在CTestClass中聲明的所有虛函數。在調用虛函數的時候，必須經由這個vptr，這也就是爲什麼虛函數較之普通成員函數要消耗一些成本的緣故。以本例而言，p->Function();一句將被編譯器解釋爲：

(*p->vptr[1])( p ); // 調用vptr表中索引號爲1的函數（即Function）③


上面的代碼已經說明了，如果p指向一個無效的地址，那麼必然會有非法操作。

備註：

①關於函數的命名，我採用了原名而沒有變化。事實上編譯器爲了避免函數重載造成的重名情況，會對函數的名字進行處理，使之成爲獨一無二的名稱。
②將成員函數聲明爲static，可以使成員函數不經由this指針便可調用。
③vptr表中，索引號0爲類的type_info。