C++内存操作详解.docx

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1、C+内存管理I导语内存管理是C+最令人切齿痛恨的问题,也是C+最有争议的问题,C+高手从中获得了 更好的性能,更大的自由,C+菜鸟的收获则是一遍一遍的检查代码和对C+的痛恨,但内 存管理在C+中无处不在,内存泄漏几乎在每个C+程序中都会发生,因此要想成为C+高 手,内存管理一关是必须要过的,除非放弃C+,转到Java或者.NET,他们的内存管理基 本是自动的,当然你也放弃了自由和对内存的支配权，还放弃了 C+超绝的性能.本期专题 将从内存管理,内存泄漏、内存回收这三个方面来探讨C+内存管理问题.!内存管理伟大的Bill Gates曾经失言:640K ought to be enough for

2、 everybody 一 Bill Gates 1981程序员们经常编写内存管理程序,往往提心吊胆。如果不想触宙,唯一的解决办法就是 发现所有潜伏的地宙并且排除它们,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。1.1 C+内存管理详解1.1.1 内存分配方式1.1.1.1 分配方式简介在C+中，内存分成5个区，他们分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常 量存储区。栈，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,效率很髙,但是分配的 内存容量有限。堆,

3、就是那些由new分配的内存块,他们的释放编译器不去管，由我们的应用程序去 控制，一般个new就要对应个delete。如果程序员没有释放掉，那么在程序结束后,操 作系统会自动回收。自由存储区,就是那些由malloc等分配的内存块,他和堆是十分相似的,不过它是用free来结束自己的生命的。全局/静态存:储区,全局变量和静态变量被分配到同一块内存中,在以前的C语言中, 全局变量又分为初始化的和未初始化的，在C+里面没仃这个区分了,他们共同占用同一块 内存区。常量存储区,这是块比较特殊的存储区,他们里面存放的是常量,不允许修改。1.1.1.2 明确区分堆与栈在bbs上，堆与栈的区分问题,似乎是个永恒的

4、话题，由此可见，初学者对此往往是 混淆不清的,所以我决定拿他第一个开刀。首先,我们举个例子:void f() int* p=new int5; |这条短短的一句话就包含了堆与栈,看到new,我们首先就应该想到,我们分配了一块 堆内存,那么指针p呢?他分配的是块栈内存,所以这句话的意思就是:在栈内存中存放 了一个指向块堆内存的指针P。在程序会先确定在堆中分配内存的大小,然后调用operator new分配内存,然后返回这块内存的首地址,放入栈中,他在VC6下的汇编代码如:(X)40l028 push I4h0040102A call operator new (00401060)0040102F

5、 add esp,400401032 mov dword ptr ebp-8,eax00401035 mov eax,dword ptr ebp-800401038 mov dword ptr ebp-4,eax这里,我们为了简单并没有释放内存,那么该怎么去释放呢?是delete p么?澳,错了, 应该是delete p,这是为了告诉编译器:我删除的是个数组,VC6就会根据相应的Cookie 信息去进行释放内存的工作。1.1.1.3 堆和栈究竟有什么区别?好了,我们回到我们的主题:堆和栈究竟有什么区别?主要的区别由以下儿点：1、管理方式不同:2、空间大小不同:3、能否产生碎片不同:4、生长方向

6、不同:5、分配方式不同:6、分配效率不同:管理方式；对于栈来讲,是由编译器自动管理,无需我们手工控制;对于堆来说,释放 工作由程序员控制,容易产生memory leak。空间大小;一般来讲在32位系统下,堆内存可以达到4G的空间,从这个角度来看堆 内存几乎是没有什么限制的。但是对于栈来讲,一般都是有一定的空间大小的,例如，在 VC6下面,默认的栈空间大小是1M （好像是，记不清楚了）。当然,我们可以修改;打开工程，依次操作菜单如;Project-Setting-Link,在Category中选中Output,然 后在Reserve中设定堆栈的最大值和commit.注意;reserve最小值为4

7、Byte； commit是保留在虚拟内存的页文件里面，它设置的较 大会使枝开辟较大的值,可能增加内存的开销和启动时间。碎片问题;对于堆来讲,频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续,从而造成大 量的碎片,使程序效率降低。对于栈来讲,则不会存在这个问题,因为栈是先进后出的队列, 他们是如此的对应，以至于永远都不可能有一个内存块从栈中间弹出,在他弹出之前, 在他上面的后进的栈内容已经被弹出,详细的可以参考数据结构,这里我们就不再讨论 了。生长方向:对于堆来讲，生长方向是向上的，也就是向着内存地址增加的方向；对于栈 来讲,它的生长方向是向下的,是向着内存地址减小的方向增长。分配方式;堆都

8、是动态分配的，没有静态分配的堆。栈有2种分配方式;静态分配和动 态分配。静态分配是编译器完成的，比如局部变量的分配。动态分配由alloc函数进行分配, 但是栈的动态分配和堆是不同的，他的动态分配是由编译器进行料放，无需我们手工实现。分配效率;栈是机器系统提供的数据结构，计算机会在底层对栈提供支持;分配专门的 寄存器存放栈的地址,压栈出栈都有专门的指令执行，这就决定了栈的效率比较高。堆则是 C/C+函数库提供的，它的机制是很复杂的,例如为了分配块内存,库函数会按照一定的 克法（具体的算法可以参考数据结构/操作系统）在堆内存中搜索可用的足够大小的空间， 如果没有足够大小的空间（可能是由于内存:碎片

9、太多）,就有可能调用系统功能去增加程序 数据段的内存空间,这样就有机会分到足够大小的内存,然后进行返回。显然，堆的效率比 栈要低得多。从这里我们可以看到，堆和栈相比,由于大量new/delete的使用,容易造成大量的内存 碎片;由于没有专门的系统支持，效率很低;由于可能引发用户态和核心态的切换,内存的 申请，代价变得更加昂贵。所以栈在程序中是应用最广泛的，就律是函数的调用也利用栈去 完成，函数调用过程中的参数，返回地址，EBP和局部变量都采用栈的方式存放。所以,我们推荐大家尽量用栈,而不是用堆。虽然栈有如此众多的好处,但是由于和堆相比不是那么灵活,有时候分配大量的内存空 间,还是用堆好一些。无

10、论是堆还是栈,都要防止越界现象的发生（除非你是故意使其越界）,因为越界的结 果要么是程序崩溃,要么是摧毁程序的堆、栈结构,产生以想不到的结果,就算是在你的程 序运行过程中,没有发生上面的问题,你还是要小心,说不定什么时候就崩掉,那时候debug 可是相当困难的:）1.1.2 控制C+的内存分配在嵌入式系统中使用C+的一个常见问题是内存分配,即对new和delete操作符的失 控。具有讽刺意味的是,问题的根源却是C+对内存的管理非常的容易而且安全。具体地说, 当个对象被消除时,它的析构函数能够安全的释放所分配的内存。这当然是个好事情,但是这种使用的简单性使得程序员们过度使用new和delete,

11、而 不注意在嵌入式C+环境中的因果关系。并且,在嵌入式系统中，由于内存的限制,频繁的 动态分配不定大小的内存会引起很大的问题以及堆破碎的风险。作为忠吿，保守的使用内存:分配是嵌入式环境中的第一原则。但当你必须要使用new和delele时,你不得不控制C+中的内存分配。你需要用个 全局的new和delete来代替系统的内存分配符,并且个类个类的重载new和delete。个防止堆破碎的通用方法是从不同固定大小的内存持中分配不同类型的对象。对毎个 类重载new和delete就提供了这样的控制。1.1.2.1 重载全局的new和delete操作符可以很容易地重载new和delete操作符,如下所示:v

12、oid * operator new(size_t size) (void *p = malloc(size);return (p);)void operator delete(void *p);free(p);)这段代码可以代替默认的操作符来满足内存分配的请求。出丁解群C+的冃的,我们也 可以直接调用malloc()和five。也可以对单个类的new和delete操作符重载。这是你能灵活的控制对象的内存分配。class TestClass public:void * operator new(size_t size);void operator delete(void *p);/. othe

13、r members here .)；void *TestClass:operator new(size_t size)void *p = malloc(size); / Replace this with alternative allocatorreturn (p);)void TestClass:operator delete(void *p)free(p); / Replace this with alternative de-allocator)所有TestClass对象的内存分配都采用这段代码。更进步,任何从TestClass继承的 类也都采用这方式,除非它自己也重载了 new和de

14、lete操作符。通过重载new和delete 操作符的方法,你可以自由地采用不同的分配策略,从不同的内存池中分配不同的类对象。1.1.2.2 为单个的类重载new口和delete口必须小心对象数组的分配。你可能希望调用到被你重载过的new和delete操作符,但 并不如此。内存的请求被定向到全局的new和delete操作符,而这些内存来自于系统堆。C+将对象数组的内存分配作为一个单独的操作,而不同于单个对象的内存分配。为了 改变这种方式,你同样需要重载new和deleteU操作符。class TestClass (public:void * operator new (size_t size)

15、;void operator delete (void *p);/. other members here .void *TestClass:operator new (size_t size) (void *p = malloc(size);return (p);)void TestClass:operator delete (void *p)(free(p);)int main(void)TestClass *p = new TestClass|10;/. etc.delete p;)但是注意:对于多数C+的实现,new操作符中的个数参数是数组的大小加上额外的 存储对象数目的一些字节。在你

16、的内存分配机制重要考虑的这点。你应该尽量避免分配对 象数组,从而使你的内存分配策略简单。1.1.3 常见的内存错误及其对策发生内存错误是件作常麻烦的事情。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: 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 使用内存之前检奄指针是杳为NULL,如果指针p是函数的参数,那么在函数的入口处用 assert(p !=N ULL

17、)进行检査。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。 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:一是没仃初始化的观念:是误以为内存的缺省初值全为 本,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仃统的标准，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。 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”多或者”少的操作。特别是在for循环语句 中,循环次数很容易搞错,导致数组操

18、作越界。 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malk)cfree的使用次数一定要相同,否则 肯定有错误(new/deleie同理)。 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。(

19、3)使用fme或delete释放了内存后,没有将指针设置为NULL。导致产生“野指针”。【规则1】用mailoc或new申请内存之后,应该立即检査指针值是否为NULL。防止 使用指针值为NULL的内存。【规则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。【规则3】避免数组或指针的下标越界,特别要当心发生“多或者“少操作。【规则4】动态内存的申请与释放必须配对,防止内存泄漏。【规则5】用fme或delete都放了内存之后,立即将指针设置为NULL,防止产生“野 指针”。1.1.4 指针与数组的对比C+/C程序中,指针和数组在不少地方可以相互替换着用,让人产生一种错觉,以为

20、两 者是等价的.数组要么在静态存储区被创建(如全局数组),要么在栈上被创建、数组名对应着(而 不是指向)块内存,其地址容量在生命期内保持不变,只有数组的内容可以改变。指针可以随时指向任意类型的内存块,它的特征是“可变”,所以我们常用指针来操作 动态内存。指针远比数组灵活,但也更危险。下面以字符串为例比较指针与数组的特性。下面示例中，字符数组a的容量是6个字符,其内容为hello a的内容可以改变,如a0= X。脚 p指向常睛字符串world”，储)区，内容为world),常量字符-ptt* xl:所有的常量字符串都被 串的内容是不可以被修改的。从语法上看、编译器并不觉得语句p0= X有什么不妥

21、，放在静态存储区但是该语句企图修改常量字符串的内容而导致运行错误。char a( = hello”；a0 = 4Xcout a endl;char *p = world ; /注意p指向常量字符串 p0= X; 编译器不能发现该错误 cout p endl;1.1.4.2 内容复制与比较不能对数组名进行直接复制与比较。若想把数组a的内容复制给数组b,不能用语句b =a ,否则将产生编译错误。应该用标准库函数stmpy进行复制。同理,比较b和a的内容 是否相同,不能用if(b=a)来判断,应该用标准库函数sircmp进行比较。语句p = a并不能把a的内容复制指针p,而是把a的地址赋给了 p。要

22、想复制a的内 容,可以先用库函数malloc为p申请块容量为strlen(a)+l个字符的内存,再用strcpy进 行字符串复制。同理,语句if(p=a)比较的不是内容而是地址,应该用库函数strcmp来比 较。/Z数组char a = hello1;char b 10;strcpy(b, a); / 不能用 b = a;if(strcmp(b, a) = 0)/ 不能用 if (b = a)/Z指针int len = strlen(a);char *p = (char *)malloc(sizeof(char)*(len+l);strcpy(p,a); / 不要用 p = a;if(strc

23、mp(p, a) = 0) / 不要用 if (p = a)1.1.4.3 计算内存容量用运算符sizeof可以计算出数组的容量(字节数)。如下示例中,sizeof(a)的值是!2 (注 意别忘了指针p指向a,但是sizeof(p)的值却是4。这是因为sizeof(p)得到的是个指 针变量的字节数,相当于sizeof(char*),而不是p所指的内存容量。C+/C语言没有办法知 道指针所指的内存容量,除非在申请内存时记住它。char a) = hello world;char *p = a;cout sizeof(a) endl; / 12 字节cout sizeof(p) endl; 4 字

24、节注意当数组作为函数的参数进行速时,该数组门动退化为同类T!的厢针。如下示例中,一一干田z2:数组作为参数,传递的 不论数组a的容量是多少,sizeof(a)始终等于sizeof(char *)。是数组的首地址。void Func(char a100)(cout sizeof(a) endl; / 4 字节而不是 100 字节 1.1.5 指针参数是如何传递内存的?如果函数的参数是个指针,不要指望用该指针去申请动态内存.如下示例中,lest 函数的语句GetMemory(str, 200)并没有使str获得期望的内存,str依旧是NULL.为什么? void GetMemory(char *p

25、. int num) (p = (char *)malloc(sizeof(char) * num); void lest(void) char *str = NULL;GetMemory(str. 100); / str 仍然为 NULLstrcpy(str, hello); /Z 运行错误毛病出在函数GelMemory中。编译器总是要为函数的每个参数制作临时副本,指针参 数P的副本是p,编译器使p=p。如果函数体内的程序修改了一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。在本例中,一P申请新的内存,只是把一p所指的内存地址改变了,但是p丝毫未变。所以函数G

26、etMemory并不能输出 任何东西。事实上,每执行次GetMemory就会泄露块内存,因为没有用依e释放内存。_ 如果非得要用指针?数去申请内存,那么应该改用“指向指针的指针”,见示例:void GetMemory2(char *p, int num)*p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);1void Test2(void)(char *str= NULL;GetMemory2(&str, 100); /Z 注意参数是 &str,而不是 strstrcpy(str, hello);cout str endl;free(str);由于“指向指针的指针”这

27、个概念不容易理解,我们可以用函数返回值来传递动态内存。 这种方法更加简单,见示例:char *GetMemory3(int num)char *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);return p;)void Test3(void)Ichar *str= NULL;str = GetMemory 3( 100);strcpy(str, hello);cout str endl;free(str);用函数返冋值来传递动态内存这种方法虽然好用,但是常常有人把etum语句用错了。 这里强调不要用return语句返冋指向“栈内存”的指针,因为该内存在函数结束时

28、自动消亡, 见示例：char *GetString(void)(char p = hello world;return p; /Z编译器将提出警告1void Test4(void)char *str = NULL;str = GetStringO; I I str 的内容是垃圾 cout str endl;)用调试器逐步跟踪!bst4,发现执行str二GetString语句后str不再是NULL指针,但是 str的内容不是hello world”而是垃圾。如果把上述示例改写成如下示例,会怎么样?char *GetSlring2(void)char *p = hello world;return

29、 p;1void Test5(void)char *str= NULL;str = GetString2();cout str endl;)一一 批注z3:但实际I:这种设计时不 正确的，因为P在被返冋前,应经不 存在,但因为是静态存储区,所以结 果是正确的。函数!est5运行显然不会出错,但是函数GctString2的设计概念却是错误的。因为 GetString2内的“hello world是常最字符串,位丁櫛态存储区,它在程序生命期内恒定不 变。无论什么时候调用GetString2,它返回的始终是同一个“只读”的内存族。1.1.6 杜绝“野指针”“野指针”不是NULL指针,是指向“垃圾”内

30、存的指针。人们一般不会错用NULL 指针，因为用if语句很容易判断。但是“野指针”是很危险的，if语句对它不起作用。“野 指针”的成因主要有两种:(1)指针变量没有被初始化。任何指针变量刚被创建时不会自动成为NULL指针，它 的缺省值是随机的,它会乱指气。所以,指针变加在创建的同时被初始化,要么将指 针设置为NULL,要么让它指向合法的内存例如 char *p = NULL;char *str = (char*) malloc(lOO);(2)指针p被free或者delete之后,没有置为NULL让人误以为p是个合法的指针。 (3)指针操作超越了变量的作用域范围。这种情况让人防不胜防,示例程序

31、如:class A (public:void Func(void) cout ” Func of class A endl;)；void lest(void)函数!bst在执行语句p-Func()时,对象a已经消失,而p是指向a的,所以p就成了 “野指针”。但奇怪的是我运行这个程序时居然没有出错,这可能与编译器有关.1.1.7 有了 malloc/free 为什么还要 new/delete?malloc与free是C+/C语言的标准库函数，new/delete是C+的运算符。它们都可用于 申请动态内存和释放内存.对于非内部数据类型的対象而言，光用maloc/fee无法满足动态对象的要求。对象在

32、创 建的同时要自动执行构造函数,对象在消亡之前要自动执行析构函数.由于malloc/free是 库函数而不是运算符,不在编译器控制权限之内,不能够把执行构造函数和析构函数的任务 强加于 malloc/free因此C+语言需要个能完成动态内存分配和初始化工作的运算符new,以及个能 完成清理与释放内存工作的运算符delete0注意new/delete不是库函数。我们先看看 malloc/free和new/delete如何实现对象的动态内存管理,见示例:class Objpublic :Obj(void) cout * Initialization M endl; -Obj(void)( cout

33、 ”Destroy” endl; 1void Initialize(void) cout ”Initialization endl; void Destroy(void) cout Destroy endl;)；void UseMallocFree(void)Obj *a = (obj *)malloc(sizeof(obj);/Z 申请动态内存a-Initialize(); /Z 初始化a-Destroy(); / 清除工作free(a); /Z释放内存)Obj*a = new Obj:/申请动态内存并且初始化 /delete a; /Z清除并且释放内存类Obj的函数!nitialize模拟

34、/构造函数的功能,函数Destroy模拟了析构函数的功能。 函数UseMallocFree中,由于malloc/free不能执行构造函数与析构函数,必须调用成员函数 Initialize和Destroy来完成初始化与清除工作。函数UseNewDelete则简单得多。所以我们不要企图用malloc/free来完成动态对象的内存管理,应该用new/delete。由于 内部数据类型的“对象”没有构造与析构的过程,对它们而言malloc侏e和new/delete是等 价的。既然new/delete的功能完全覆盖了 malloc/free,为什么C+不把malloc/free淘汰出局呢? 这是因为C+程

35、序经常要调用C函数,而C程序只能用malloc/free管理动态内存。如果用free释放new创建的动态对象”,那么该对象因无法执行析构函数而可能导致 程序出错。如果用delete释放 malloc申请的动态内存”,结果也会导致程序出错,但是该 程序的可读性很差。所以new/delete必须配对使用,malloc/free也样。1.1.8 内存耗尽怎么办?如果在申请动态内存时找不到足够大的内存块,malloc和new将返回NULL指针,宣 告内存申请失败。通常有三种方式处理内存耗尽问题。(1)判断指针是否为NULL,如果是则马上用return语句终止本函数。例如:void Func(void)

36、 A *a = new A;if(a = NULL)(return;(2)判断指针是否为NULL,如果是则马上用exil(l)终止整个程序的运行。例如: void Func(void)(A *a = new A;if(a = NULL)(cout ” Memory Exhausted M endl;exit(l);(3)为new和malloc设置异常处理函数。例如Visual C+可以用sel_new_hander函数为new设置用户自己定义的异常处理函数,也可以让mailoc享用与new相同的异常处理函数。详细内容请参考Cr使用序册。 批注z5:在使用new , malloc的地方,抛出用户

37、定义的异常,执行异 上述(1) (2)方式使用最普遍。如果个函数内有多处需要申请动态内存,那么方式常处理函数。(1)就显得不从心(释放内存很麻烦),应该用方式(2)来处理。很多人不忍心用exit(l),问:“不编写出错处理程序,让操作系统自己解决行不行? ”不行。如果发生“内存耗尽”这样的事情,一般说来应用程序已经无药可救。如果不用 exit(l)把坏程序杀死,它可能会害死操作系统。道理如同:如果不把歹徒击毙,歹徒在老 死之前会犯下更多的罪。有一个很重要的现象要告诉大家。对于32位以上的应用程序而言,无论怎样使用malloc与new几乎不可能导致“内存耗尽。我在Windows 98下用Visu

38、al C+编写了测试程序, 见示例7。这个程序会无休止地运行下去,根本不会终止。因为32位操作系统支持“虚存”， 内存用完了,自动用硬盘空间顶替。我只听到硬盘嘎吱嘎吱地响,Window 98已经累得对键 盘、鼠标亳无反应。我可以得出这么个结论:对于32位以上的应用程序,“内存耗尽”错误处理程序毫无 用处。这下可把Unix和Windows程序员们乐坏了:反正错误处理程序不起作用,我就不写 了,省了很多麻烦。我不想误导读者,必须强调:不加错误处理将导致程序的质量很差,千万不可因小失大。void main(void)(float *p = NULL;while(TRUE)(p = new float

39、 1000000;cout “eat memory ” endl;if(p=NULL)exit(l);1.1.9 malloc/free 的使用要点 函数 malloc 的原型如下:void * malloc(size_t size);用malloc申请块长度为length的整数类型的内存,程序如下: int *p = (int *) malloc(sizeof(int) * length);我们应当把注意力集中在两个要素上:“类型转换”和“sizeof”。* malloc返冋值的类型是void*,所以在调用malloc时要显式地进行类型转换,将void 转换成所需要的指针类型。* mallo

40、c函数本身并不识别要申请的内存是什么类型,它只关心内存的总字节数。我们 通常记不住int, float等数据类型的变量的确切字节数。例如int变量在16位系统下是2个字 节,在32位下是4个字节;而float变量在16位系统下是4个字节,在32位下也是4个字 节。最好用以下程序作一次测试： cout sizeof(char) endl;cout sizeof(int) endl;cout sizeof(unsigned int) endl;cout sizeof(long) endl;cout sizeof(unsigned long) endl;cout sizeof(float) endl

41、;cout sizeof(double) endl; cout sizeof(void *) endl;在malloc的“()”中使用eof运算符是良好的风格,但要当心有时我们会昏了头,写 出p = malloc(sizeof(p)这样的程序来。函数free的原型如下: void free( void * memblock );为什么free函数不象malloc函数那样复杂呢?这是因为指针p的类型以及它所指的内 存的容量事先都是知道的,语句fiee(p)能正确地释放内存。如果p是NULL指针,那么free 对p无论操作多少次都不会出问题。如果。尿是NULL指针,那么free对p连续操作两次一

42、批注z6: Fme之后赋值为NULL 就会导致程序运行错误。1.1.10 new/delete 的使用要点运算符new使用起来要比函数malloc简单得多,例如: int *pl = (int *)malloc(sizeof(int) * length);int *p2 = new intlength;这是因为new内置了 sizeof、类型转换和类型安全检查功能。对于非内部数据类型的对 象而言,new在创建动态对象的同时完成了初始化工作。如果对象有多个构造函数,那么 new的语句也可以仃多种形式。例如class Objpublic :Obj(void); /Z无参数的构造函数Obj(intx

43、);/Z带,个参数的构造函数)void lest(void)Obj *a = new Obj;Obj *b = new Obj(l);/ 初值为 !delete a;delete b;如果用new创建対象数组,那么只能使用对象的无参数构造函数,例如:Obj *objects = new Obj!OOJ; /Z 创建 100 个动态对象不能写成:Obj objects = new Objl 1(X)(1);创建100个动态对象的同时赋初値1在用delete释放对象数组时,留意不要丢了符号例如: delete Jobjects; / 正确的用法delete objects; 错误的用法后者有可能引

44、起程序崩溃和内存泄漏。1.2 C+中的健壮指针和资源管理我最喜欢的对资源的定义是:任何在你的程序中获得并在此后释放的东西?quot;内存是 个相当明显的资源的例子。它需要用new来获得,用delete来释放。同时也有许多其它 类型的资源文件句柄、事:要的片断、Windows中的GD!资源,等等。将资源的概念推广到 程序中创建、释放的所有对象也是十分方便的,无论对象是在堆中分配的还是在栈中或者是 在全局作用于内生命的。对于给定的资源的拥有着,是负责糅放资源的个对象或者是一段代码。所有权分立.为 两种级别 自动的和显式的(automatic and explicit),如果一个对象的释放是由语言本

45、身 的机制来保证的，这个对象的就是被自动地所有。例如,个嵌入在其他对象中的对象,他 的清除需要其他对象来在淸除的时候保证。外面的对象被看作嵌入类的所有者。类似地，每个在栈上创建的对象(作为自动变量)的释放(破坏)是在控制流离开了对象被定义 的作用域的时候保证的。这种情况下,作用于被看作是对象的所有者。注意所有的自动所有权都是和语言的其他机制相容的,包括异常。无论是如何退出作用域的一正常流程控制退 出、一个break语句、 个return、小goto、或者是个throw 自动资源都可以被済除。到目前为止,一切都很好!问题是在引入指针、句柄和抽象的时候产生的。如果通过 个指针访问个对象的话,比如对

46、象在堆中分配,C+不自动地关注它的释放。程序员必须 明确的用适当的程序方法来释放这些资源。比如说,如果个对象是通过调用new来创建 的,它需要用delete来回收。一个文件是用CreateFile(Win32 API)打开的,它需要用 CloseHandle 来关闭。用 EnteKZritialSection 进入的临界区(Critical Section，需要 LeaveCriticalSection退出,等等。个“裸”指针,文件句柄,或者临界区状态没有所冇者来 确保它们的最终释放。1.2.1 第一条规则(RAID个指针,个句柄,个临界区状态只有在我们将它们封装入对象的时候会拥有所 有者。这就是我们的第一规则:在构造函数中分配资源，在析构函数中释放资源。当你按照规则将所有资源封装的时候,你可以保证你的程序中没有任何的资源泄露。这 点在当封装对象(