C++ 記憶體。二重指標，指標的進階使用

記憶體配置方式有三種：
（1） 從靜態儲存地區分配。記憶體在程式編譯的時候就已經分配好，這塊記憶體在程式的
整個運行期間都存在。例如全域變數，static 變數。
（2） 在棧上建立。在執行函數時，函數內局部變數的儲存單元都可以在棧上建立，函
數執行結束時這些儲存單元自動被釋放。棧記憶體配置運算內建於處理器的指令集
中，效率很高，但是分配的記憶體容量有限。
（3） 從堆上分配，亦稱動態記憶體分配。程式在啟動並執行時候用malloc 或new 申請任意多
少的記憶體，程式員自己負責在何時用free 或delete 釋放記憶體。動態記憶體的生存期
由我們決定，使用非常靈活，但問題也最多。

?? 記憶體配置未成功，卻使用了它。
編程新手常犯這種錯誤，因為他們沒有意識到記憶體配置會不成功。常用解決辦法是，
在使用記憶體之前檢查指標是否為NULL。如果指標p 是函數的參數，那麼在函數的入口
處用assert(p!=NULL)進行檢查。如果是用malloc 或new 來申請記憶體，應該用if(p==NULL)
或if(p!=NULL)進行防錯處理。

?? 記憶體配置雖然成功，但是尚未初始化就引用它。

?? 記憶體配置成功並且已經初始化，但操作越過了記憶體的邊界。

?? 忘記了釋放記憶體，造成記憶體泄露。
含有這種錯誤的函數每被調用一次就丟失一塊記憶體。剛開始時系統的記憶體充足，你
看不到錯誤。終有一次程式突然死掉，系統出現提示：記憶體耗盡。
動態記憶體的申請與釋放必須配對，程式中malloc 與free 的使用次數一定要相同，否
則肯定有錯誤（new/delete 同理）。

?? 釋放了記憶體卻繼續使用它。
有三種情況：
（1）程式中的對象調用關係過於複雜，實在難以搞清楚某個對象究竟是否已經釋放了內
存，此時應該重新設計資料結構，從根本上解決對象管理的混亂局面。
（2）函數的return 語句寫錯了，注意不要返回指向“棧記憶體”的“指標”或者“引用”，
因為該記憶體在函數體結束時被自動銷毀。
（3）使用free 或delete 釋放了記憶體後，沒有將指標設定為NULL。導致產生“野指標”

 

指標參數是如何傳遞記憶體的？
如果函數的參數是一個指標，不要指望用該指標去申請動態記憶體

Test 函數的語句GetMemory(str, 200)並沒有使str 獲得期望的記憶體，str 依舊是NULL，
為什嗎？

void GetMemory(char *p, int num)
{
p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
}
void Test(void)
{
char *str = NULL;
GetMemory(str, 100); // str 仍然為 NULL
strcpy(str, "hello"); // 運行錯誤
}

毛病出在函數GetMemory 中。編譯器總是要為函數的每個參數製作臨時副本，指標
參數p 的副本是 _p，編譯器使 _p = p。如果函數體內的程式修改了_p 的內容，就導致
參數p 的內容作相應的修改。這就是指標可以用作輸出參數的原因。在本例中，_p 申請
了新的記憶體，只是把_p 所指的記憶體位址改變了，但是p 絲毫未變。所以函數GetMemory
並不能輸出任何東西。事實上，每執行一次GetMemory 就會泄露一塊記憶體，因為沒有用
free 釋放記憶體。
如果非得要用指標參數去申請記憶體，那麼應該改用“指向指標的指標”
void GetMemory2(char **p, int num)
{
*p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
}
void Test2(void)
{
char *str = NULL;
GetMemory2(&str, 100); // 注意參數是 &str，而不是str
strcpy(str, "hello");
cout<< str << endl;
free(str);
}

由於“指向指標的指標”這個概念不容易理解，我們可以用函數傳回值來傳遞動態
記憶體。這種方法更加簡單
char *GetMemory3(int num)
{
char *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
return p;
}
void Test3(void)
{
char *str = NULL;
str = GetMemory3(100);
strcpy(str, "hello");
cout<< str << endl;
free(str);
}
用函數傳回值來傳遞動態記憶體這種方法雖然好用，但是常常有人把return 語句用錯
了。這裡強調不要用return 語句返回指向“棧記憶體”的指標，因為該記憶體在函數結束時
自動消亡
char *GetString(void)
{
char p[] = "hello world";
return p; // 編譯器將提出警告
}
void Test4(void)
{
char *str = NULL;
str = GetString(); // str 的內容是垃圾
cout<< str << endl;
}
用調試器逐步跟蹤Test4，發現執行str = GetString 語句後str 不再是NULL 指標，
但是str 的內容不是“hello world”而是垃圾。
char *GetString2(void)
{
char *p = "hello world";
return p;
}
void Test5(void)
{
char *str = NULL;
str = GetString2();
cout<< str << endl;
}
函數Test5 運行雖然不會出錯，但是函數GetString2 的設計概念卻是錯誤的。因為
GetString2 內的“hello world”是常量字串，位於靜態儲存區，它在程式生命期內
恒定不變。無論什麼時候調用GetString2，它返回的始終是同一個“唯讀”的記憶體塊。

原文：http://www.cppblog.com/mzty/archive/2005/11/09/1004.html