内存错误－原理角度·A Programmer's Perspective_转载

－－－－－－－－－－－－－－－－－作者: 林锐 博士 (稍有整合改动)
对于程序员来说内存是一片危机四伏的沼泽（当然这在JAVA和CLR程序中已经大为改观）。
比尔·盖茨也失言了：640K ought to be enough for everybody。当前内存连Desktop也普遍标配1GB的容量。不仅容量，内存管理的复杂度也在提升，只不过随着软件的进化，不断地分层，有些问题对于不同层面的开发人员透明了。
程序员们经常编写内存管理程序，往往提心吊胆。如果不想触雷，唯一的解决办法就是发现所有潜伏的地雷并且排除它们，躲是躲不了的。本文的内容比一般教科书的要深入得多，读者需细心阅读，做到真正地通晓内存管理。
局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。
从堆上分配，亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc或new申请任意多少的内存，程序员自己负责在何时用free或delete释放内存。动态内存的生存期由我们决定，使用非常灵活，但问题也最多。

常见的内存错误及其对策
发生内存错误是件非常麻烦的事情。编译器不能自动发现这些错误，通常是在程序运行时才能捕捉到。而这些错误大多没有明显的症状，时隐时现，增加了改错的难度。有时用户怒气冲冲地把你找来，程序却没有发生任何问题，你一走，错误又发作了。
常见的内存错误及其对策如下：
1.内存分配未成功，却使用了它。
编程新手常犯这种错误，因为他们没有意识到内存分配会不成功。常用解决办法是，在使用内存之前检查指针是否为NULL。如果指针p是函数的参数，那么在函数的入口处用assert(p!=NULL)进行检查。如果是用malloc或new来申请内存，应该用if(p==NULL) 或if(p!=NULL)进行防错处理。

2.内存分配虽然成功，但是尚未初始化就引用它。
犯这种错误主要有两个起因：一是没有初始化的观念；二是误以为内存的缺省初值全为零，导致引用初值错误（例如数组）。
内存的缺省初值究竟是什么并没有统一的标准，尽管有些时候为零值，我们宁可信其无不可信其有。所以无论用何种方式创建数组，都别忘了赋初值，即便是赋零值也不可省略，不要嫌麻烦。

3.内存分配成功并且已经初始化，但操作越过了内存的边界。
例如在使用数组时经常发生下标“多1”或者“少1”的操作。特别是在for循环语句中，循环次数很容易搞错，导致数组操作越界。

4.忘记了释放内存，造成内存泄露。
含有这种错误的函数每被调用一次就丢失一块内存。刚开始时系统的内存充足，你看不到错误。终有一次程序突然死掉，系统出现提示：内存耗尽。
动态内存的申请与释放必须配对，程序中malloc与free的使用次数一定要相同，否则肯定有错误（new/delete同理）。

5.释放了内存却继续使用它。
有三种情况：
（1）程序中的对象调用关系过于复杂，实在难以搞清楚某个对象究竟是否已经释放了内存，此时应该重新设计数据结构，从根本上解决对象管理的混乱局面。
（2）函数的return语句写错了，注意不要返回指向“栈内存”的“指针”或者“引用”，因为该内存在函数体结束时被自动销毁。
（3）使用free或delete释放了内存后，没有将指针设置为NULL。导致产生“野指针”。

Summary，我们要注意：
1.用malloc或new申请内存之后，应该立即检查指针值是否为NULL。防止使用指针值为NULL的内存；
2.不要忘记为数组和动态内存赋初值。防止将未被初始化的内存作为右值使用；
3.避免数组或指针的下标越界，特别要当心发生“多1”或者“少1”操作；
4.动态内存的申请与释放必须配对，防止内存泄漏；
5.用free或delete释放了内存之后，立即将指针设置为NULL，防止产生“野指针”。

下面举几个经典的错误例子，大家不要犯同样的错误：
1． 返回栈内存指针
char *GetString(void)
{
char *p = "hello world";
return p;
}
char* pGet = GetString();

这段程序编译时没有错误，运行也没有错误，但是你却无法使得返回的pGet指针指向的数据是你想要的“hello world”,因为指针p的生命期是函数GetString内，运行完函数GetString后，p分配的栈空间马上被系统回收了。虽然pGet指向了p当初分配的内存地址，但是那块地址已经没有内容了。

2．这是一个出现频率非常高的错误
char* pChar = new char;
……
int a ;
pChar = &a;
……
delete pChar;
当然这是一个例子，具体的程序各有不同。
这段程序有两个问题。一是pChar = &a；将导致pChar原先分配的空间无法再被获取，就象我们的丢失了朋友的电话号码一样，无法再联系这个朋友了。这就造成了内存泄漏。如果内存泄漏多了，可能导致系统的崩溃，因为可用的资源将越来越少，直到枯竭为止。第二个问题是delete pChar将导致异常发生，因为这时的pChar已经不是指向动态分配的内存了，而是指向了a分配的栈空间，而栈空间是不能使用delete来回收的，因此将导致内存异常。