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[C++] C语言之内存使用

C语言之内存使用

问题:内存使用
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& j9 Z1 ]/ i4 ?0 e2 W7 A$ ~, q# l  有人写了一个将整数转换为字符串的函数:
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  char *itoa (int n)
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   char retbuf[20];电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站5 ?. V+ E9 D+ ~* U6 u& G9 V
   sprintf(retbuf, "%d", n);我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台- a5 _& _: w5 o$ h4 y- \7 R
   return retbuf;电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站/ o* A2 h3 X5 z" d, P9 ~2 {
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  如果我调用这个函数:char *str5 = itoa(5),str5会是什么结果呢?
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  答案分析:/ l# k7 H1 ]- H; o+ ^

! c3 e' {4 b' y4 Q我爱电脑技术论坛  答案是不确定,可以确定的是肯定不是我们想要的 “5”。
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' c$ V+ O) k+ i) V+ ~6 U  retbuf定义在函数体中,是一个局部变量,它的内存空间位于栈(stack)中的某个位置,其作用范围也仅限于在itoa()这个函数中。当itoa()函数退出时,retbuf在调用栈中的内容将被收回,这时,这块内存地址可能存放别的内容。因此将retbuf这个局部变量返回给调用者是达不到预期的目的的。我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台% h2 P) q' W) f
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  那么如何解决这个问题呢,不用担心,方法不但有,而且还不止一个,下面就来阐述三种能解决这个问题的办法:我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台( S: V. s# i. `

  |! p5 g! X. g. b0 r) I/ ^www.520diannao.com  1)、在itoa()函数内部定义一个static char retbuf[20],根据静态变量的特性,我们知道,这可以保证函数返回后retbuf的空间不会被收回,原因是函数内的静态变量并不是放在栈中,而是放在程序中一个叫“.bss”段的地方,这个地方的内容是不会因为函数退出而被收回的。www.520diannao.com5 G; O9 Q/ ~/ I# V1 b; o
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  这种办法确实能解决问题,但是这种办法同时也导致了itoa()函数变成了一个不可重入的函数(即不能保证相同的输入肯定有相同的输出),另外, retbuf [] 中的内容会被下一次的调用结果所替代,这种办法不值得推荐。
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  2)、在itoa()函数内部用malloc() 为retbuf申请内存,并将结果存放其中,然后将retbuf返回给调用者。由于此时retbuf位于堆(heap)中,也不会随着函数返回而释放,因此可以达到我们的目的。电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站( u8 P0 {- |0 ?& D9 N
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  但是有这样一种情况需要注意:itoa()函数的调用者在不需要retbuf的时候必须把它释放,否则就造成内存泄漏了,如果此函数和调用函数都是同一个人所写,问题不大,但如果不是,则比较容易会疏漏此释放内存的操作。
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  3)、将函数定义为char *itoa(int n, char *retbuf),且retbuf的空间由调用者申请和释放,itoa()只是将转换结果存放到retbuf而已。打造最好的电脑自学交流论坛7 v, h- L& z1 `  ?* g
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  这种办法明显比第一、二种方法要好,既避免了方法1对函数的影响,也避免了方法2对内存分配释放的影响,是目前一种比较通行的做法。$ b: m* j* \2 s1 P
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  扩展分析:
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* P% W; Y! q( W' U( j" k; O, u# ^4 [电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站  其实就这个问题本身而言,我想大家都可以立刻想到答案,关键在于对内存这种敏感资源的正确和合理地利用,下面对内存做一个简单的分析:电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站7 J$ y! G( @( E4 T

, j0 a# f3 E8 k, Q' V& b2 [  1)、程序中有不同的内存段,包括:
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& c( ^8 n' v2 S  p$ `www.520diannao.com  .data - 已初始化全局/静态变量,在整个软件执行过程中有效;电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站1 z& t6 I" R1 {  ^2 @
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  .bss - 未初始化全局/静态变量,在整个软件执行过程中有效;www.520diannao.com* z# r" v* X2 ^
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  .stack - 函数调用栈,其中的内容在函数执行期间有效,并由编译器负责分配和收回;
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* S" l1 a9 D4 }' j! @, I/ [我爱电脑技术论坛  .heap - 堆,由程序显式分配和收回,如果不收回就是内存泄漏。我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台0 t+ Y" r. i3 L, [5 S: J1 _

) U% I8 }' I$ @% r打造最好的电脑自学交流论坛  2)、自己使用的内存最好还是自己申请和释放。
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, Q# r* p$ q) x0 r我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台  

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这可以说是一个内存分配和释放的原则,比如说上面解决办法的第二种,由itoa()分配的内存,最后由调用者释放,就不是一个很好的办法,还不如用第三种,由调用者自己申请和释放。另外这个原则还有一层意思是说:如果你要使用一个指针,最好先确信它已经指向合法内存区了,如果没有就得自己分配,要不就是非法指针访问。很多程序的致命错误都是访问一个没有指向合法内存区的指针,这也包括空指针。我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台; z" }+ @4 o/ K% m# f' u

* C. U9 L# {1 t8 n6 s( T' e6 w  问题:内存分配 & sizeof
. A0 c& F, ^/ ?' X6 ^6 r  G( G/ B电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台% c6 P4 v) h4 B1 P( L% u
  我使用sizeof来计算一个指针变量,我希望得到这个指针变量所分配的内存块的大小,可以吗?
3 b' d# C# S' ^! A8 A3 s电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站我爱电脑技术论坛9 I! D* p! ]3 d# C! V/ ]$ c% A+ H
  Char *p = NULL;www.520diannao.com9 w, w" H& b! W  d
  int nMemSize = 0;5 l3 f8 @' O- k
  …
* G, {0 R( {, V! p我爱电脑技术论坛  p = malloc(1024);
- @, I. r  Q, c0 T0 Z0 e  nMemSize = sizeof(p);
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  答案与分析:
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5 `$ ^; E) Z; J2 n( twww.520diannao.com  答案是达不到你的要求,sizeof只能告诉你指针本身占用的内存大小。指针所指向的内存,如果是malloc分配的,sizeof 是没有办法知道的。换句话说,malloc分配的内存是没有办法向内存管理模块进行事后查询的,当然你可以自己编写代码来维护。
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  问题:栈内存使用我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台3 W9 M! S1 z0 Q- e8 n8 ?# ?! j

% X: N5 U: K2 M/ }我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台  下面程序运行有什么问题?电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站- W( Y9 i; b/ L9 ?4 \/ _

; j1 g1 u' `2 X+ w3 X/ I, I/ T5 L% T电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站  char *GetString(void)www.520diannao.com! T0 |% f: _' }6 e5 ^
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   char p[] = "hello world";
; c7 M& m. p+ k. b/ r' S打造最好的电脑自学交流论坛   return p;// 编译器将提出警告我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台5 n& w* v7 b$ o% C
  }
; s* H5 U3 n  A: K电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站  void Test4(void)www.520diannao.com' I5 F; Y6 i0 y7 M5 `+ b- S
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   str = GetString();// str 的内容是垃圾我爱电脑技术论坛2 G" B3 m- e* D* h
   cout<< str << endl;我爱电脑技术论坛/ y  |9 o. ?8 u6 \7 I5 O6 z
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; i% V+ O9 k+ R, j* Vwww.520diannao.com  答案与分析:
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  返回栈内存,内存可能被销毁,也可能不被销毁,但是,出了作用域之后已被标记成可被系统使用,所以,乱七八糟不可知内容,当然,返回的指针的内容,应该是不变的,特殊时候是有用的,比如,可以用来探测系统内存分配规律等等。
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- u' i; X* o9 n- Mwww.520diannao.com  问题:内存使用相关编程规范
; M& h5 B/ N4 t- E3 Jwww.520diannao.com& ~9 B3 D1 H5 `
  我想尽可能地避免内存使用上的问题,有什么捷径吗?( Q1 K% R4 y0 _

0 S1 L9 c. w' T- f% v0 ~$ l  答案与分析:! J) K  e4 ]( V
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  除非做一件从没有人做过的事情,否则,都是有捷径可言的,那就是站在前人的肩膀上,现在各个大公司都有自己的编码规范,这些规范凝聚了很多的经验和教训,有较高的使用价值,鉴于这些规范在网上流传很多,这里我就不再列出了。

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