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野指针以及c中的野指针基础讲座

发布时间:2019-06-20 06:48:46 编辑:笔名

  这是我在学校论坛上发表的一篇帖子,针对初学者的基础讲解。

  什么是野指针?

  一个母亲有两个小孩(两个指针),一个在厨房,一个在卧室,(属于不同的代码块,其生存期不同)母亲让在厨房的小孩带一块蛋糕(指针指向的对象)给在卧室的小孩,这样在卧室的孩子才肯写作业。但这个在厨房的小孩比较淘气,他在走出厨房时自己将蛋糕吃了,没能带出来。而在卧室的没有吃到蛋糕,所以不肯完成他的作业。结果母亲却不知道卧室的孩子没有吃到蛋糕,还以为作业完了。结果第二天她就被老师召唤到办公室了。。。。。。。。事情麻烦了。

  这样,那个在卧室的孩子就是野指针了,因为他没有得到应得的蛋糕,不能完成母亲交给他的作业。

  这就是c中所讲的野指针。上面的小剧本不过演示了一种基本的野指针的形成过程。更容易出现的情形是coder在编码时,大意之下使用了已经free过的指针。

  对于年轻点的经验欠缺的coder来说是比较容易犯的错误,经验老到的程序员或者慎重采取成对编程的形式避免这种失误,或者使用引用计数器防止形成野指针。

  总之,在c中,野指针也许性子野,但是控制起来也是有章可循。然而事情在c++中出现了变化。

  coder们面临更大的麻烦了。c++程序员无可避免的要写很多这样那样的类。谁让c++是面向对象的呢?

  我们在写类的时候难免要在构造函数中用new给类的指针数据成员分配内存。这本来没什么,动态分配内存是一种很常见的基本操作,我们在学数据结构时经常这么做,不是么?

  但是伙计,事情并非这么简单。类是一种高级的用户自定义数据类型,看起来和结构、枚举这样的用户自定义类型没啥太大差别。如果你这样认为。。。。那你会死的很惨。类太复杂了,普通情况下使用类的对象并没有太大的问题,但是,当你要复制一个对象时,问题就来了。

  比如我们知道,你要用一个对象初始化另一个对象时,c++是按位进行拷贝的(在某些情况下会使用默认生成的拷贝构造函数,而不是按位拷贝),即在内存里创建了初始化源对象的一个完全相同的拷贝。这在多数情况下已经足够了。但是,当你的对象在创建时为每个指针成员分配内存,也就是说类中有成员指向堆中的一块内存。当你的对象创建好后,类也将对象的指针成员指向了一块内存。如果你用这个对象去初始化另一个对象时,被初始化的对象和初始化的对象完全一样。这意味着,他们指向同一块内存,而不是重新为被初始化的对象分配内存。

  这样麻烦就大了。如果一个对象销毁了,那么分配的内存也就销毁了(别忘了,类是有析构函数的,它负责在对象销毁时,释放动态分配的内存。难道你说你不在类中写上析构部分?那么可怜的孩子,那你就走向了另一个深渊,当你的程序运行数小时之后,系统会告诉你,内存不够用了。。。想象一下把你的程序用在腾讯的服务器上。。。。。),另一个对象就残缺不全了,这就像一对连体婴儿,他们共用了一部分器官,心脏或者肝脏。要救活一个,就牺牲了另一个。一个得病了,另一个也要遭殃。

  可以说,这就是c++中更加变态的野指针。

  什么?你说我不用对象初始化对象?那么我们会不会将一个对象作为变元传递给函数呢?我们很多时候都这样做。有时我们不得不将对象按值传递给一个函数,但是你要知道,按值传递是什么意思?它的意思就是,把实参的一个拷贝交给函数使用。这和刚才的初始化没什么两样,多数情况是按位拷贝,函数体内的对象与外面的对象的指针将指向同一块内存,即便在函数中的对象没有对这块内存进行过操作,但是当函数结束时。。。。析构函数将会被调用。。。。。。。。

  还有一种与之相反的情况。。。 当你想要把一个在函数内的对象值返回给外面的对象时,这时候,函数内的对象会被析构。。。。同样一块内存被释放了两次。其后果是不可预见的。

  当你把一个对象的值赋给另一个对象时,如果你没有重载赋值运算符,那么也可能会导致按位拷贝(当调用编译器生成的构造函数时一样会出问题)。终产生一个野指针(一个隐藏在类内的毒瘤),或者释放同一块内存多次。

  看到了么?害怕了么?是不是感到C++到处都是陷阱呢?不但有陷阱,到处都是危险品。所有c中的疑难问题,到了c++就成了一般问题了。好了不废话了,我们继续讲讲解决之道。

  对于的这种赋值的情况,我们只有通过重载赋值运算符才能解决,也就是避免按位拷贝。

  至于前面的都属于初始化,概括下来就是三种情况:

  1.当一个对象初始化另一个对象时,例如在声明中;

  2.把所创建的对象拷贝(按值)传递给一个函数时;

  3.生成临时对象时,常见的就是函数的返回值。

  解决初始化时的按位拷贝问题(嗯嗯,可以明确地说,如果这个类的基因中没有任何虚的东西(虚基类,虚函数),它就会按位,但是不按位也会出同样的问题,所以对我们来说没什么区别),我们通过创建拷贝构造函数来解决。

  基本的拷贝构造函数形式为:

  classname (const classname o)

  {

  //body here

  }

  拷贝构造函数就是针对这个问题而设计的。

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