常見的記憶體錯誤及其對策

作業系統複習

特點

編譯器不能自動發現這類錯誤，通常是在程式執行時才能捕捉到

時隱時現，無明顯症狀

分類

1 記憶體分配未成功，卻使用了它

起因沒有意識到記憶體分配會不成功程式設計新手容易犯

解決對策在使用記憶體之前，檢查指標是否為空指標（null）

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

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2 記憶體分配成功，但是尚未初始化就引用它

起因沒有初始化的觀念誤以為記憶體的預設值全為0

實際情況

記憶體的預設初值究竟是什麼並沒有統一的標準。但是對於全域性變數和靜態變數如果沒有手工初始化，編譯器會將其初始化為零，而對棧記憶體和堆記憶體則不作任何處理。

另外，vc在debug和release狀態下在初始化變數時所做的操作是不同的。debug是將每個位元組位都賦值成0xcc，以有利於除錯。而release的賦值是直接從記憶體中分配的，內容近似於隨機。所以如果在沒有初始化變數的情況下去使用它的值，就會導致問題發生。

解決對策即使是賦0值也不可省略，不要嫌麻煩

3 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

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：使用陣列時經常發生下標「多1」或者「少1」的操作

解決對策：在for語句中，注意迴圈次數不要搞錯

訪問越界會出現什麼結果？

首先，它並不會造成編譯錯誤！就是說，c/c++的編譯器並不判斷和指出**「訪問越界」了。此外，陣列訪問越界在執行時，它的表現是不定的，有時似乎什麼事也沒有，程式一直執行（當然，某些錯誤結果已造成）；有時，則是程式一下子崩潰。

4 忘記了釋放記憶體，造成記憶體洩漏

忘記釋放記憶體，造成記憶體洩漏(memory leak) 「記憶體洩露」一詞類似「原料洩露」洩露出去的原料不能被利用，導致生產過程中原料不足。好比借東西不還如果申請來的記憶體不用，別的程式也不能用，就好像這塊記憶體洩露出去一樣，造成浪費。

以下這段小程式演示了堆記憶體發生洩漏的情形：

void myfunction(int
nsize)…//
using the string pointed by p;
delete
p;}

view code

當函式getstringfrom()返回零的時候，指標p指向的記憶體就不會被釋放。這是一種常見的發生記憶體洩漏的情形。程式在入口處分配記憶體，在出口處釋放記憶體，但是c函式可以在任何地方退出，所以一旦對分支處理不完整或者錯誤處理不當的話，就會發生記憶體洩漏。雖然函式體內的區域性變數在函式結束時自動消亡，但是區域性的指標變數所指向的記憶體並不會被自動釋放。

動態記憶體的申請與釋放必須配對，如果程式在入口處動態申請了記憶體，那麼在程式的每個出口處都必須釋放該記憶體空間。

解決對策

在需要的時候才malloc，並儘量減少malloc的次數 malloc的執行效率就不高，過多的malloc使程式效能下降能用自動變數解決的問題，就不要用malloc來解決 malloc一般在大塊記憶體分配和動態記憶體分配時使用

重複使用malloc申請到的記憶體

盡量讓malloc和與之配套的free在乙個函式或模組內盡量把malloc集中在函式的入口處，free集中在函式的出口處

5 釋放了記憶體，卻繼續使用它

free
(ptr); 
if (ptr != null) //
不起作用

view code

有三種情況：

(a) 程式中的物件呼叫關係過於複雜，實在難以搞清楚某個物件究竟是否已經釋放了記憶體，此時應該重新設計資料結構，從根本上解決物件管理的混亂局面。

(b) 函式的return語句寫錯了，注意不要返回指向「棧記憶體」的「指標」或者「引用」，因為該內存在函式體結束時被自動銷毀。

char *p = (char *) malloc(100
);strcpy(p, 「hello」);
free(p); //
p 所指的記憶體被釋放，但是p所指的位址仍然不變
…if(p != null) //
沒有起到防錯作用

view code

解決對策

盡量把malloc集中在函式的入口處，free集中在函式的出口處

如果free不能放在函式出口處,則指標free後立即設定為null

不要把區域性變數的位址作為返回值返回，因為該內存在函式體結束時被自動銷毀

指標要麼初始化為null，要麼是其指向合法的記憶體

非法記憶體操作

起因

記憶體分配未成功，卻使用了它

記憶體分配成功，但是尚未初始化就引用它

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

釋放了記憶體，卻繼續使用它

基本特徵

**訪問了不該訪問的記憶體位址

後果

幾乎全是由指標混亂導致的

少數情況下，如在硬體驅動程式中的記憶體問題會造成作業系統的死亡

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