当你涉及到C/​​C++​​的核心编程的时候,你会无止境地与内存管理打交道。这些往往会使人受尽折磨。所以如果你想深入C/​​C++​​编程,你必须静下心来,好好苦一番。

    现在我们将讨论C/C++里我认为哪一本书都没有完全说清楚,也是涉及概念细节最多,语言中最难的技术之一的动态内存的传递。并且在软件开发中很多专业人员并不能写出相关的合格的代码。

    【引入】 看下面的例子,这是我们在编写库函数或者项目内的共同函数经常希望的。

    void MyFunc(char *pReturn, size_t size)

    {

    ……

    pReturn = (char *)malloc(sizeof(char) * num);

    ……

    }

    我们可以很明显地看出代码作者的意图,他想在函数调用处声明一个指针

    char *pMyReturn=NULL;

    然后调用MyFunc处理并返回一段长度为size的一段动态内存。

    那么作者能达到预期的效果吗?

    那么我可以告诉作者,他的程序在编译期很幸运地通过了,可是在运行期他的程序崩溃终止。

    原因何在,是他触犯了系统不可侵犯的条款:错误地操作内存。

    【内存操作及问题相关知识点】为了能彻底解决动态内存传递的问题,我们先回顾一下内存管理的知识要点。

    (1)内存分配方式有三种:

    ●从静态​​存储​​区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好,这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量,static变量。

    ●在栈上创建。在执行函数时,函数内局部变量的​​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。

    (2)指针的操作流程

    申请并初始化或设置为空:int *pInt=NULL;

    开辟空间或者使其指向对象:pInt=new Int(3);或者int i=3;pint=&i;

    用指针(更确切地说是操作内存,在使用之前加if(pint!=NULL)或者assert(pInt!=NULL)后再使用,以防内存申请失败的情况下使用指针):

    if(p!=NULL) {use pint};

    释放使用完的内存。free(pInt);

    置指针为空pInt=NULL;(避免野指针的出现)

    (3) 在函数的参数传递中,编译器总是要为函数的每个参数制作临时副本,如果参数为p的话,那么编译器会产生p的副本_p,使_p=p; 如果函数体内的程序修改了_p的内容,就导致参数p的内容作相应的修改。这就是指针可以用作输出参数的原因。

    【问题分析】

    根据上面的规则我们可以很容易分析例子中失败的原因。

    void MyFunc(char *pReturn, size_t size)

    {

    ……

    pReturn = (char *)malloc(sizeof(char) * num);

    ……

    }

    void main(void){

    char *pMyReturn=NULL;

    MyFunc(pMyReturn,10);

    }

    在MyFunc(char *pReturn, size_t size)中_pMyReturn真实地申请到了内存, _pMyReturn申请了新的内存,只是把_pMyReturn 所指的内存地址改变了,但是pMyReturn丝毫未变。所以函数MyFunc并不能输出任何东西。事实上,每执行一次MyFunc就会泄露一块内存,因 为没有用free释放内存。

    【问题解决方案】

    函数间传递动态数据我们可以有三种解决方法。

    方法一。如果我们是用C++编程,我们可以很方便地利用引用这个技术。我也极力推荐你用引用,因为它会使你少犯一些错误。以下是一个例子。

    void MyFunc(char* &pReturn,size_t size){

    pReturn=(char*)malloc(size);

    memset(pReturn,0x00,size);

    if(size>=13)

    strcpy(pReturn,"Hello World!");

    }

    void main(){

    char *pMyReturn=NULL;

    MyFunc(pMyReturn,15);

    if(pMyReturn!=NULL)

    {

    char *pTemp=pMyReturn;

    while(*pTemp!=''\0'')

    cout《*pTemp++;

    pTemp=NULL;

    strcpy(pMyReturn,"AAAAAAAA");

    free(pMyReturn);

    pMyReturn=NULL;

    }

    }

    方法二。利用二级指针

    void MyFunc (char ** pReturn, size_t size)

    {

    * pReturn = (char *)malloc(size);

    }

    void main(void)

    {

    char * pMyReturn = NULL;

    MyFunc (&pMyReturn, 100);// 注意参数是 & pMyReturn

    if(pMyReturn!=NULL){

    strcpy(pMyReturn, "hello");

    cout《 pMyReturn 《 endl;

    free(pMyReturn);

    pMyReturn=NULL;

    }}

    为什么二级指针就可以了。原因通过函数传递规则可以很容易地分析出来。我们将& pMyReturn传递了进去,就是将双重指针的内容传递到了函数中。函数过程利用改变指针的内容,这样pMyReturn很明显指向了开辟的内存 .

    方法三。 用函数返回值来传递动态内存

    char * MyFunc (void)

    {

    char *p =new char[20];

    memset(p,0x00,sizeof(p));

    return p;

    }

    void main(void)

    {

    char *str = NULL;

    str = MyFunc();

    if(str!=NULL)

    {

    strcpy(str,"Hello,baby");

    cout《 str 《 endl;

    free(str);

    str=NULL;

    }

    }

    请注意的是函数写成这样的话

    char * MyFunc (void)

    {

    char *p =”Hello World”

    return p;

    }

    的话,你是不能返回什么动态内存的,因为p指向的是字符串常量。内存在位于静态存储区

    上分配,你无法改变。(你想要得到动态内存我们一定要看到malloc或者new)。

    【结束语】

    操作内存是C/C++一个难点,我们作为专业的软件开发人员。应该深入理解并能灵活地掌握指针和内存的操作。

    delete的时候可能需要释放多个指针的内存

    free和delete的区别是

    对于对象来说

    free的确释放了对象的内存,但是不调用对象的析构函数,所以如果在对象中使用new分配的内存就会泄露

    delete不仅释放对象的内存,并且调用对象的析构函数

    new和malloc虽然都是申请内存,但申请的位置不同,new的内存从free   store分配,而malloc的内存从heap分配(详情请看ISO14882的内存管理部分),free   store和heap很相似,都是动态内存,但是位置不同,这就是为什么new出来的内存不能通过free来释放的原因。不过微软编译器并没有很好的执行 标准,很有可能把free   store和heap混淆了,因此,free有时也可以。

    再补充一点:

    delete时候不需要检查NULL