c++野指針的原理以及避免方法

更新時(shí)間：2020年08月12日 10:59:08 作者：Dabelv

這篇文章主要介紹了c++野指針的原理以及避免方法，幫助大家更好的學(xué)習(xí)和理解c++，感興趣的朋友可以了解下

1.定義

指向非法的內(nèi)存地址指針叫作野指針（Wild Pointer），也叫懸掛指針（Dangling Pointer），意為無(wú)法正常使用的指針。

2.出現(xiàn)野指針的常見(jiàn)情形

2.1使用未初始化的指針

出現(xiàn)野指針最典型的情形就是在定義指針變量之后沒(méi)有對(duì)它進(jìn)行初始化，如下面的程序。

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  int* p;
  cout<<*p<<endl; //編譯通過(guò)，運(yùn)行時(shí)出錯(cuò)
}

2.2指針?biāo)傅膶?duì)象已經(jīng)消亡

指針指向某個(gè)對(duì)象之后，當(dāng)這個(gè)對(duì)象的生命周期已經(jīng)結(jié)束，對(duì)象已經(jīng)消亡后，仍使用指針訪問(wèn)該對(duì)象，將出現(xiàn)運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤?？疾烊缦鲁绦?。

#include <iostream>
using namespace std;

int* retAddr()
{
  int num=10;
  return &num;
}

int main()
{
  int* p=NULL;
  p=retAddr();
  cout<<&p<<endl;
  cout<<*p<<endl;
}

以上程序編譯和運(yùn)行都沒(méi)有錯(cuò)誤，輸出結(jié)果如下：

001AFD48
1701495776

最后一行，輸出的并非想象中的num的值10，因?yàn)樽兞縩um是存儲(chǔ)在?？臻g的局部變量，離開(kāi)函數(shù)超出其作用域后就會(huì)被釋放掉，因此輸出的值就是不確定的值了。

注意：
（1）如果將cout<<&p<< endl;注釋掉，可以正常輸出num的值為10，或者將cout<<*p<<endl;放在前面，也能正常輸出，原因是局部變量num的內(nèi)存空間雖然在函數(shù)retAddr()調(diào)用結(jié)束后被回收，但是其值還沒(méi)有被修改，語(yǔ)句cout<<&p<<endl;實(shí)際上是調(diào)用cout對(duì)象的成員函數(shù)ostream& operator<<()，重新使用了retAddr()調(diào)用時(shí)使用的棧空間，此時(shí)num的內(nèi)存空間被改寫(xiě)，輸出了不確定值。

（2）修改p指向的內(nèi)存空間的值，可以正常編譯運(yùn)行。

int main()
{
  int* p = NULL;
  p = retAddr();
  *p = 11;
  cout << *p << endl;
}

上面的代碼輸出11。這里p指向的地址空間雖然不屬于main函數(shù)的?？臻g，但是操作系統(tǒng)在程序運(yùn)行時(shí)會(huì)預(yù)先開(kāi)辟一段可用的?？臻g，供用戶(hù)程序使用。一般情況下，Windows默認(rèn)為1M，Linux默認(rèn)為10M，預(yù)先開(kāi)辟的?？臻g并不是系統(tǒng)保護(hù)性地址，可以由程序任意改寫(xiě)并訪問(wèn)，所以可以更改p指向的內(nèi)存空間的值并訪問(wèn)輸出。

2.3指針釋放后之后未置空

指針p被free或者delete之后，沒(méi)有置為NULL，讓人誤以為p是個(gè)合法的指針。對(duì)指針進(jìn)行free和delete，只是把指針?biāo)傅膬?nèi)存空間給釋放掉，但并沒(méi)有把指針本身置空，此時(shí)指針指向的就是“垃圾”內(nèi)存。釋放后的指針應(yīng)立即將指針置為NULL，防止產(chǎn)生野指針?？疾烊缦鲁绦?。

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  int* p=NULL;
  p=new int[10];
  delete p;
  cout<<"p[0]:"<<p[0]<<endl;
}

程序輸出結(jié)果是一個(gè)隨機(jī)值，因?yàn)榇藭r(shí)的指針?biāo)赶虻目臻g是垃圾內(nèi)存，存放著隨機(jī)值。

3.如何避免野指針的出現(xiàn)

野指針有時(shí)比較隱蔽，編譯器不能發(fā)現(xiàn)，為了防止野指針帶來(lái)的危害，開(kāi)發(fā)人員應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)。
（1）C++引入了引用機(jī)制，如果使用引用可以達(dá)到編程目的，就可以不必使用指針。因?yàn)橐迷诙x的時(shí)候，必須初始化，所以可以避免野指針的出現(xiàn)。

（2）如果一定要使用指針，那么需要在定義指針變量的同時(shí)對(duì)它進(jìn)行初始化操作。定義時(shí)將其置位NULL或者指向一個(gè)有名變量。

（3）對(duì)指針進(jìn)行free或者delete操作后，將其設(shè)置為NULL。對(duì)于使用 free 的情況，常常定義一個(gè)宏或者函數(shù) xfree 來(lái)代替 free 置空指針：