【C语言】5. 指针free后为什么要刻意指向NULL、野指针(原因、解决)、悬垂指针

2023-05-16

目录

  • 1. 指针free后为什么还要刻意指向NULL?
  • 2. 野指针
    • 2.1 什么是野指针?
    • 2.2 野指针形成的原因
    • 2.3 如何避免野指针
  • 3. 悬垂指针
    • 3.1 什么是悬垂指针?
    • 3.2 示例代码
    • 3.3 解决方法

1. 指针free后为什么还要刻意指向NULL?

free和delete都是释放了指针中存放的地址中的内存空间。但是指针变量p仍然存在(即指针p本身所占有的内存),且p中存放的地址还是原来的地址。

在free§之后,没有将 p 指向NULL,当我们继续使用p时,通常会用语句if (p != NULL)进行防错处理,但是if 语句起不到防错作用,因为即便 p 不是NULL 指针,它也不指向合法的内存块,成为野指针。

char *p = (char *) malloc(100);
strcpy(p, “hello”);
free(p); // p 所指的内存被释放,但是p 所指的地址仍然不变if(p != NULL) // 没有起到防错作用
{
	strcpy(p, “world”); // 出错
}

2. 野指针

2.1 什么是野指针?

指向非法的内存地址指针叫作野指针。野指针是很危险的,因为if无法判断一个指针是正常指针还是“野指针”。

2.2 野指针形成的原因

(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,它会乱指一气。所以,指针变量在创建的同时应当被初始化,要么将指针设置为NULL,要么让它指向合法的内存。
(2)指针被delete或者free之后没有置为空
(3)指针操作超越了变量的范围

2.3 如何避免野指针

(1)C++引入了引用机制,如果使用引用可以达到编程目的,就可以不必使用指针。因为引用在定义的时候,必须初始化,所以可以避免野指针的出现。

(2)如果一定要使用指针,那么需要在定义指针变量的同时对它进行初始化操作。定义时将其置位NULL或者指向一个有名变量。

(3)对指针进行free或者delete操作后,将其设置为NULL。对于使用 free 的情况,常常定义一个宏或者函数 xfree 来代替 free 置空指针:

3. 悬垂指针

3.1 什么是悬垂指针?

指向曾经存在的对象,但该对象已经不再存在了,此类指针称为垂悬指针。

3.2 示例代码

int *p=NULL;
 
void main()
{
	int i=10;p=&i;
	
	cout<<"第一次:*p = "<<*p<<endl;
	cout<<"第二次:*p = "<<*p<<endl;
}

在这里插入图片描述

int *p=NULL;

void fun()
{
	int i=10;
	p=&i;
}
void main()
{
	fun();
 
	cout<<"第一次:*p = "<<*p<<endl;
	cout<<"第二次:*p = "<<*p<<endl;
}

在这里插入图片描述
由于fun()函数中的临时变量被销毁,故第二次输出时,p已经成为悬垂指针。

3.3 解决方法

引入智能指针可以防止垂悬指针出现。一般是把指针封装到一个称之为智能指针类中,这个类中另外还封装了一个使用计数器,对指针的复制等操作将导致该计数器的值加1,对指针的delete操作则会减1,值为0时,指针为NULL。

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