C++/C编程避免野指针：内存管理与安全实践

“杜绝“野指针”-浙大电气复试题目荟萃，林锐 C/C++，高质量C++/C编程指南，v1.0” 本文档摘自《高质量C++/C编程指南》v1.0版，作者林锐博士，其中详细讲述了关于C++/C编程中“野指针”的问题及其避免方法。野指针是一种危险的编程隐患，它并非NULL指针，而是指向已被释放或未初始化的内存区域。避免野指针的出现对于编写安全、可靠的代码至关重要。 1. **野指针的定义**：野指针是指向不确定、无效内存地址的指针，由于其不可预测性，可能导致程序崩溃或产生难以预料的结果。 2. **野指针的成因**： - **未初始化的指针**：指针变量在声明时如果没有被初始化，它的值是随机的，可能导致它指向未知的内存位置。因此，建议在创建指针时立即初始化，可以设为NULL或指向合法内存。 - **释放后未置NULL的指针**：使用`free`或`delete`释放内存后，如果忘记将指针设为NULL，可能会导致后续操作试图访问已释放的内存，形成野指针。 - **超出作用范围的指针**：当指针指向的对象超出其生命周期，如栈上的局部变量在作用域结束，指针仍保留其地址，就会变成野指针。 3. **例子分析**：文档通过一个示例展示了类A的对象a在栈上创建，然后将其地址赋给指针p。当对象a超出作用域被销毁后，指针p仍然指向a的原地址，此时调用`p->Func()`会导致野指针问题。尽管某些编译器可能不会立即引发错误，但这仍是潜在的严重问题。 4. **预防措施**： - 始终初始化指针变量，避免它们成为随机的“垃圾”值。 - 释放内存后，立即将指针设为NULL，以消除对已释放内存的引用。 - 了解并尊重变量的作用范围，避免指针超出其指向对象的生命周期。 5. **编程规范的重要性**：遵循良好的编程规范，如《高质量C++/C编程指南》中所提出的，可以显著提高代码质量，减少错误，防止野指针等常见编程陷阱。 6. **内存管理**：在C++中，理解内存分配（`malloc`/`free`与`new`/`delete`的区别和交互）是防止野指针的关键。正确使用内存管理函数，并理解它们的工作原理，能有效避免内存泄漏和野指针问题。 7. **其他注意事项**：除了野指针，程序员还需要关注常量的使用、函数设计、命名规则、表达式和基本语句的编写等，这些都是写出高效、健壮代码的基础。 总结来说，理解和避免野指针是C++/C编程中的重要课题，遵循良好的编程实践和理解内存管理机制是确保代码安全性的关键。开发者应时刻警惕野指针的存在，采取适当的预防措施，以提升程序的稳定性和可靠性。