《C语言深度剖析》学习笔记--内存管理

因为看的是电子书，所以在网上把笔记做了~

 

 

 

内存分为三个部分：静态区，栈（stack），堆（heap）。

 

静态区：保存自动全局变量和static 变量（包括static 全局和局部变量）。静态区的内容
在总个程序的生命周期内都存在，由编译器在编译的时候分配。

 

栈：即我们通常说的堆栈保存局部变量。栈上的内容只在函数的范围内存在，当函数运行结束，这些内容也会自动被销毁。其特点是效率高，但空间大小有限。（也就是说我们在main函数里定义的函数都是在这里，传递参数等等）

堆：由malloc 系列函数或new ( C++的哦，亲 )操作符分配的内存。其生命周期由free 或delete 决定。 （也就是说，malloc分配的内存都是从堆上的内存块去分的）
在没有释放之前一直存在，直到程序结束。其特点是使用灵活，空间比较大，但容易出错。

 

 

 

 

常见的内存错误及对策

 

一。结构体

 

1.  指针没有指向一块合法的内存 常见的就是定义1个指针，但是没有为其指向一个合法的内存~~不用时“拴在”NULL；

2.  结构体成员指针未初始化

 

假如这么改

 

Int main()

{

pstu = (struct student*)malloc(sizeof(struct student));

//注意，不要误写成sizeof(strut stuent *)了，这样的话pstu分配的内存将不够！！！
//想想值是什么？毕竟他是指针，4~

strcpy(pstu->name,"Jimy");

pstu->score = 99;

free(pstu);

return 0;

}

 

同样，我们并没有为name分配内存，

分配方法为 

pstu->name = (char *)malloc((strlen("Jimy")+1)*sizeof(char));

 

（sizeof，strlen初学的时候确实易混，马上写个博文）

 

 

二。函数的入口校验

 

 

一般在函数入口处使用assert(NULL != p)对参数进行校验。在非参数的地方使用
if（NULL != p）来校验。

 

 

但这都有一个要求，即p 在定义的同时被初始化为NULL 了。

 

assert 是一个宏，而不是函数，包含在assert.h 头文件中。如果其后面括号里的值为假，则程序终止运行，并提示出错；如果后面括号里的值为真，则继续运行后面的代码。

 

 

 

 

三．内存越界问题

 

为指针分配内存，但是分配的不足出现越界行为

 

 

char *p1 = “abcdefg”;

char *p2 = (char *)malloc(sizeof(char)*strlen(p1));

strcpy(p2,p1);

 

 

p1 是字符串常量，其长度为7 个字符，但其所占内存大小为8 个byte。初学者往往忘了字符串常量的结束标志“\0”。这样的话将导致p1 字符串中最后一个空字符“\0”没有被拷贝到p2 中。

 

解决的办法是加上这个字符串结束标志符：

 

 

char *p2 = (char *)malloc(sizeof(char)*strlen(p1)+1*sizeof(char));

/*或写为*/char *p2 = (char *)malloc(sizeof(char)*(strlen(p1)+1));

 

 

注意这种形式

 

char a[7] = {‘a’,’b’,’c’,’d’,’e’,’f’,’g’};

 

另外，不要因为char 类型大小为1 个byte 就省略sizof（char）这种写法。这样只会使你的代码可移植性下降。

 

 

越界另外常见的例子就是数组的边界，详见C 陷阱的 “边界不对称的章节”；

 

记住，定义完以后如果不确定其值，一定要对其进行初始化

 

int i = 0；

char *p = NULL;//尤其是指针

int a[10] = {0};

 

 

 

四．内存泄露问题

 

 

会产生泄露的内存就是堆上的内存，内存泄露说白了就是用malloc或new后没有及时free或delete（注意之前说的，释放完毕后，立即对指针拴住，指向NULL）

 

 

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

 

 

只能通过指针变量p 来操作这块内存。这块内存本身并没有名字，对它的访问是匿名访问。

 

如果所申请的内存块大于目前堆上剩余内存块（整块），则内存分配会失败，函数返回NULL。

 

注意这里说的“堆上剩余内存块”不是所有剩余内存块之和，因为malloc 函数申请的是连续的一块内存。

 

既然malloc 函数申请内存有不成功的可能，那我们在使用指向这块内存的指针时，必

须用if（NULL ！= p）语句来验证内存确实分配成功了。

 

 

我们不能两次malloc，一次free，这样会造成内存泄露，同样，我们对一个malloc不能两次free，解释为下：

 

If a memory is freed twice, it will cause some unknown problems in somewhere later if it didn't crash at the second free。

 

 

关于用malloc分配0字节的内存：

 

申请0 字节内存，函数并不返回NULL，而是返回一个正常的内存地址。但是你却无法使用这块大小为0 的内存。这这时候if（NULL ！= p）语句校验将不起作用。

 

 

~~函数返回栈内存。这是初学者最容易犯的错误。比如在函数内部定义了一个

数组，却用return 语句返回指向该数组的指针。解决的办法就是弄明白栈上变量的生命周期。

 

 

32位的WIN平台下，不管申请 了多少空间都不会造成内存耗尽的现象，因为WIN使用的是虚拟内存，如果内存被申请完了就自动用硬盘代替了。所以如果申请了过分大的空间 ，可能你的硬盘就受着很大的压力了。

 

 

《UNIX环境高级编程》中第七章的一段话：

  大多数实现所分配的存储空间比所要求的要稍大一些，额外的空间用来记录管理信息——分配块的长度，指向下一个分配块的指针等等。这意味着如果写过一个已分配区的尾端，则会改写后一块的管理信息。这种类型的错误是灾难性的，但是因为这种错误不会很快就暴露出来，所以也就很难发现。将指向分配块的指针向后移动也可能会改写本块的管理信息。

 

总之，内存申请和释放是个很复杂的问题，没有想想中的那么顺利~~

 

参考资料：

 

1.http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=824704

 

2.《c语言深度剖析》 林正冲