C語言 動態(tài)內(nèi)存開辟常見問題解決與分析流程
前言
當(dāng)我們用動態(tài)內(nèi)存分配函數(shù)來編寫程序時，在編寫的過程中常常會產(chǎn)生一些不易被察覺，被發(fā)現(xiàn)的錯誤，例如對NULL指針的解引用操作，對動態(tài)開辟空間的越界訪問，使用free釋放非動態(tài)開辟的空間，使用free釋放動態(tài)內(nèi)存中的一部分，對同一塊動態(tài)開辟的空間，多次釋放，動態(tài)開辟空間忘記釋放。下面我們挨個來分析，刨析一下這些個常見的動態(tài)內(nèi)存開辟的問題。
一、動態(tài)內(nèi)存錯誤
1.對NULL指針的解引用操作
代碼如下（示例）：
錯誤示例：
//動態(tài)內(nèi)存開辟
int main()
{
int* p = malloc(100000000000);
//沒有對mollac函數(shù)的返回值做判空處理
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
*(p + i) = 5;
}
return 0;
}
正確示例：
//動態(tài)內(nèi)存開辟
int main()
{
int* p = malloc(100000000000);
if (p == NULL)
{
return 1;
}
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
*(p + i) = 5;
}
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", p[i]);
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
2.對動態(tài)開辟空間的越界訪問
代碼如下（示例）：
錯誤示例：
//動態(tài)內(nèi)存開辟
int main()
{
int* p = (int*)malloc(10*sizeof(int));
if (p == NULL)
{
return 1;
}
int i = 0;
//越界訪問
for (i = 0; i < 40; i++)//malloc函數(shù)只是開辟了十個整型的空間，這里卻要訪問四十個元素。
{
*(p + i) = 5;
}
for (i = 0; i < 40; i++)
{
printf("%d ", p[i]);
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
正確示例：
//動態(tài)內(nèi)存開辟
int main()
{
int* p = (int*)malloc(10*sizeof(int));
if (p == NULL)
{
return 1;
}
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
*(p + i) = 5;
}
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", p[i]);
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
3.使用free釋放非動態(tài)開辟的空間
代碼如下（示例）：
//動態(tài)內(nèi)存開辟
int main()
{
int arr[10] = { 0 };//棧區(qū)
int* p = arr;
free(p);//使用free釋放非動態(tài)開辟的空間
p = NULL;
return 0;
}
4.使用free釋放動態(tài)內(nèi)存中的一部分
代碼如下（示例）:
//動態(tài)內(nèi)存開辟
int main()
{
int* p = malloc(10 * sizeof(int));
if (p == NULL)
{
return 1;
}
int i = 0;
for (i = 0; i < 5; i++)
{
*p++ = i;//1：p一直往后走之后沒人知道起始空間的位置在哪，2：p釋放的只是后面空間的一部分，前面的空間并沒有得到釋放。
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
5.對同一塊動態(tài)內(nèi)存動態(tài)開辟的空間多次釋放
代碼如下（示例）：
//動態(tài)內(nèi)存開辟
int main()
{
int* p = malloc(10 * sizeof(int));
//使用
//釋放
free(p);
//再次釋放
free(p);//free要是傳的是空指針什么事都不會發(fā)生。
p = NULL;
return 0;
}
6.動態(tài)開辟的空間忘記釋放（容易造成內(nèi)存泄露，比較嚴重）
代碼如下（示例）：
void test()
{
int* p = malloc(10 * sizeof(int));
if (p == NULL)
{
return 1;
}
//使用
//忘記釋放
}
//動態(tài)內(nèi)存開辟
int main()
{
test();
return 0;
}
二、動態(tài)內(nèi)存錯誤面試題分析
1.NULL指針傳參不取地址傳的也是一份臨時拷貝
例題分析：
void GetMemory(char* p)
{
p = (char*)malloc(100);
}
void Test(void)
{
char* str = NULL;
GetMemory(str);
strcpy(str, "hello world");
printf(str);
}
int main()
{
test();
return 0;
}
程序運行結(jié)果：
拷貝不成功，程序直接掛掉。
原因分析：
str傳給GetMemory函數(shù)的時候是值傳遞，所以GetMemory函數(shù)的形參p是str的一份臨時拷貝。
在GetMemory函數(shù)內(nèi)部動態(tài)申請空間的地址，存放在P中，不會影響外面str，所以當(dāng)GetMemory函數(shù)返回
之后，str任然是NULL指針，所以strcpy會失敗。
當(dāng)GetMemory函數(shù)返回之后，形參p銷毀，使得動態(tài)開辟的100個字節(jié)存在內(nèi)存泄漏。
?正確代碼：
//第一種改法：
char* GetMemory(char* p)
{
p = (char*)malloc(100);
return p;
}
void test(void)
{
char* str = NULL;
str = GetMemory(str);
strcpy(str, "hello world");
printf(str);
free(str);
str = NULL;
}
int main()
{
test();
return 0;
}
//第二種改法：
char* GetMemory(char** p)
{
*p = (char*)malloc(100);
}
void test(void)
{
char* str = NULL;
GetMemory(&str);
strcpy(str, "hello world");
printf(str);
free(str);
str = NULL;
}
int main()
{
test();
return 0;
}
2.局部變量和形式參數(shù)存在于棧上
代碼如下（示例）：
//例題分析：
char* GetMemory(void)
{
char p[] = "hello world";
return p;
}
void Test(void)
{
char* str = NULL;
str = GetMemory();
printf(str);
}
int main()
{
test();
return 0;
}
程序運行結(jié)果：
打印不成功，打印的都是隨機值
原因分析：
GetMemory函數(shù)內(nèi)部創(chuàng)建的數(shù)組是在棧區(qū)上創(chuàng)建的
出了函數(shù)，p的數(shù)組的空間就還給了操作系統(tǒng)
返回的地址是沒有實際意義的，如果通過返回的地址，去訪問內(nèi)存就是非法訪問內(nèi)存。
?正確代碼：
char* GetMemory(void)
{
static char p[] = "hello world";
return p;
}
void test(void)
{
char* str = NULL;
str = GetMemory();
printf(str);
}
int main()
{
test();
return 0;
}
3.動態(tài)內(nèi)存開的空間記得free釋放掉
代碼如下（示例）
void GetMemory(char** p, int num)
{
*p = (char*)malloc(num);
}
void Test(void)
{
char* str = NULL;
GetMemory(&str, 100);
strcpy(str, "hello");
printf(str);
}
int main()
{
test();
return 0;
}
錯誤分析：
申請的動態(tài)內(nèi)存空間使用完之后沒有及時free釋放掉。
正確代碼：
void GetMemory(char** p, int num)
{
*p = (char*)malloc(num);
}
void test(void)
{
char* str = NULL;
GetMemory(&str, 100);
strcpy(str, "hello");
printf(str);
free(str);
str = NULL;
}
int main()
{
test();
return 0;
}
4.非法訪問內(nèi)存
代碼如下（示例）
void test(void)
{
char* str = (char*)malloc(100);
strcpy(str, "hello");
free(str);
if (str != NULL)
{
strcpy(str, "world");
printf(str);
}
}
int main()
{
test();
return 0;
}
錯誤分析：
申請的空間已經(jīng)free釋放還給操作系統(tǒng)了，及時str還記得這塊空間的起始地址，但是也不能訪問，屬于非法訪問內(nèi)存空間。
free完之后要及時把str置成NULL指針。
正確代碼：
void test(void)
{
char* str = (char*)malloc(100);
strcpy(str, "hello");
free(str);
str = NULL;
if (str != NULL)
{
strcpy(str, "world");
printf(str);
}
}
int main()
{
test();
return 0;
}
總結(jié)：
上述給大家簡單介紹了動態(tài)內(nèi)存開辟常見的幾種問題，也分析了往年的幾道面試題里面的錯誤，讓我們加深了對這一章的理解，后續(xù)自己使用的時候可以有效的規(guī)避掉這些問題。相信大家都學(xué)會了。如果上述文章有任何問題?，歡迎大佬們提出質(zhì)疑，我會虛心學(xué)習(xí)和改正，最重要的是能共同進步，共同成長，學(xué)習(xí)好編程。
到此這篇關(guān)于C語言 動態(tài)內(nèi)存開辟常見問題解決與分析流程的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言 動態(tài)內(nèi)存開辟內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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