C++内存管理详解(四)

5、杜绝“野指针”

“野指针”不是null指针，是指向“垃圾”内存的指针。人们一般不会错用null指针，因为用if语句很容易判断。但是“野指针”是很危险的，if语句对它不起作用。 “野指针”的成因主要有两种：

（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。例如

char *p = null;  
char *str = (char *) malloc(100); 

（2）指针p被free或者delete之后，没有置为null，让人误以为p是个合法的指针。

（3）指针操作超越了变量的作用范围。

这种情况让人防不胜防，示例程序如下：

class a   
{   
　public:  
void func(void){ cout << “func of class a” << endl; }  
};  
void test(void)  
{  
　a *p;  
　{  
a a;  
p = &a; // 注意 a 的生命期  
　}  
　p->func(); // p是“野指针”  
} 

函数test在执行语句p->func()时，对象a已经消失，而p是指向a的，所以p就成了“野指针”。但奇怪的是我运行这个程序时居然没有出错，这可能与编译器有关。

6、有了malloc/free为什么还要new/delete？

malloc与free是c++/c语言的标准库函数，new/delete是c++的运算符。它们都可用于申请动态内存和释放内存。

对于非内部数据类型的对象而言，光用maloc/free无法满足动态对象的要求。对象在创建的同时要自动执行构造函数，对象在消亡之前要自动执行析构函数。由于malloc/free是库函数而不是运算符，不在编译器控制权限之内，不能够把执行构造函数和析构函数的任务强加于malloc/free。

因此c++语言需要一个能完成动态内存分配和初始化工作的运算符new，以及一个能完成清理与释放内存工作的运算符delete。注意new/delete不是库函数。我们先看一看malloc/free和new/delete如何实现对象的动态内存管理，见示例6。

class obj  
{  
　public :  
obj(void){ cout << “initialization” << endl; }  
~obj(void){ cout << “destroy” << endl; }  
void initialize(void){ cout << “initialization” << endl; }  
void destroy(void){ cout << “destroy” << endl; }  
};  
void usemallocfree(void)  
{  
　obj *a = (obj *)malloc(sizeof(obj)); // 申请动态内存  
　a->initialize(); // 初始化  
　//…  
　a->destroy(); // 清除工作  
　free(a); // 释放内存  
}  
void usenewdelete(void)  
{  
　obj *a = new obj; // 申请动态内存并且初始化  
　//…  
　delete a; // 清除并且释放内存  
}   
　示例6 用malloc/free和new/delete如何实现对象的动态内存管理 

类obj的函数initialize模拟了构造函数的功能，函数destroy模拟了析构函数的功能。函数usemallocfree中，由于malloc/free不能执行构造函数与析构函数，必须调用成员函数initialize和destroy来完成初始化与清除工作。函数usenewdelete则简单得多。

所以我们不要企图用malloc/free来完成动态对象的内存管理，应该用new/delete。由于内部数据类型的“对象”没有构造与析构的过程，对它们而言malloc/free和new/delete是等价的。

既然new/delete的功能完全覆盖了malloc/free，为什么c++不把malloc/free淘汰出局呢？这是因为c++程序经常要调用c函数，而c程序只能用malloc/free管理动态内存。

如果用free释放“new创建的动态对象”，那么该对象因无法执行析构函数而可能导致程序出错。如果用delete释放“malloc申请的动态内存”，理论上讲程序不会出错，但是该程序的可读性很差。所以new/delete必须配对使用，malloc/free也一样。