堆栈内存分配 及 函数返回值问题
来源:互联网 发布:淘宝仿真左轮 编辑:程序博客网 时间:2024/04/30 03:58
1、堆栈变量的区别与使用
可能许多人对内存分配上的"栈 stack"和"堆 heap"还不是很明白。包括一些科班出身的人也不明白这两个概念。我不想过多的说这两个东西。简单的来讲,stack上分配的内存系统自动释放,heap上分配的内存,系统不释放,哪怕程序退出,那一块内存还是在那里。stack一般是静态分配内存,heap上一般是动态分配内存。
由malloc系统函数分配的内存就是从堆上分配内存。从堆上分配的内存一定要自己释放。用free释放,不然就是术语--"内存泄露"(或是"内存漏洞")-- Memory Leak。于是,系统的可分配内存会随malloc越来越少,直到系统崩溃。还是来看看"栈内存"和"堆内存"的差别吧。
栈内存分配
-----
char*
AllocStrFromStack()
{
char pstr[100];
return pstr;
}
堆内存分配
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char*
AllocStrFromHeap(int len)
{
char *pstr;
if ( len <= 0 ) return NULL;
return ( char* ) malloc( len );
}
对于第一个函数,那块pstr的内存在函数返回时就被系统释放了。于是所返回的char*什么也没有。而对于第二个函数,是从堆上分配内存,所以哪怕是程序退出时,也不释放,所以第二个函数的返回的内存没有问题,可以被使用。但一定要调用free释放,不然就是Memory Leak!
在堆上分配内存很容易造成内存泄漏,这是C/C++的最大的"克星",如果你的程序要稳定,那么就不要出现Memory Leak。所以,我还是要在这里千叮咛万嘱付,在使用malloc系统函数(包括calloc,realloc)时千万要小心。
记得有一个UNIX上的服务应用程序,大约有几百的C文件编译而成,运行测试良好,等使用时,每隔三个月系统就是down一次,搞得许多人焦头烂额,查不出问题所在。只好,每隔两个月人工手动重启系统一次。出现这种问题就是Memery Leak在做怪了,在C/C++中这种问题总是会发生,所以你一定要小心。一个Rational的检测工作--Purify,可以帮你测试你的程序有没有内存泄漏。
我保证,做过许多C/C++的工程的程序员,都会对malloc或是new有些感冒。当你什么时候在使用malloc和new时,有一种轻度的紧张和惶恐的感觉时,你就具备了这方面的修养了。
对于malloc和free的操作有以下规则:
1) 配对使用,有一个malloc,就应该有一个free。(C++中对应为new和delete)
2) 尽量在同一层上使用,不要像上面那种,malloc在函数中,而free在函数外。最好在同一调用层上使用这两个函数。
3) malloc分配的内存一定要初始化。free后的指针一定要设置为NULL。
注:虽然现在的操作系统(如:UNIX和Win2k/NT)都有进程内存跟踪机制,也就是如果你有没有释放的内存,操作系统会帮你释放。但操作系统依然不会释放你程序中所有产生了Memory Leak的内存,所以,最好还是你自己来做这个工作。(有的时候不知不觉就出现Memory Leak了,而且在几百万行的代码中找无异于海底捞针,Rational有一个工具叫Purify,可能很好的帮你检查程序中的Memory Leak)
2、函数返回指针问题-不能返回局部数据指针
概述:一般的来说,函数是可以返回局部变量的。 局部变量的作用域只在函数内部,在函数返回后,局部变量的内存已经释放了。因此,如果函数返回的是局部变量的值,不涉及地址,程序不会出错。但是如果返回的是局部变量的地址(指针)的话,程序运行后会出错。因为函数只是把指针复制后返回了,但是指针指向的内容已经被释放了,这样指针指向的内容就是不可预料的内容,调用就会出错。准确的来说,函数不能通过返回指向栈内存的指针(注意这里指的是栈,返回指向堆内存的指针是可以的)。
在C语言中允许一个函数的返回值是一个指针(即地址),这种返回值指针的函数称为指针型函数
//异常情况
char * get_str()
{
char str[]={"testing local pointer"};
return str; //不能返回局部数据的指针
}
函数get_str中定义了str数组,存放在栈中,函数返回时,函数内的数据将被释放,指针常量str不能返回。
//正常情况
char * get_str1()
{
char *str = "testing local pointer";
return str;
}
函数get_str1中定义了str局部变量,函数返回时,指针变量被自动释放,但是"testing local pointer"存放在只读常量区,非栈内存空间不受函数返回影响
//正常情况
char * get_str2()
{
char * str;
str=(char *)malloc(100);
if(!str)
return NULL;
strcpy(str,"testing local pointer");
return str;
}
函数get_str2中定义的str指针变量用来暂存malloc函数分配的地址,最后通过return返回,而指针变量本身因是局部变量将被释放。
3、函数返回结构体类型
struct sk_buff * buff_alloc()
{
struct skb_buff * skb;
skb = dev_alloc_skb(size);
return skb;
} //正常情况
一般为了提高程序的运行效率,对于结构体类型的返回,一般仅返回对应的指针,而非变量,如果返回结构体变量,其实返回的是变量中存储的值,影响程序的性能。
struct sk_buff buff_alloc1()
{
rtruct sk_buff skb;
...
...
return skb;
}
函数buff_alloc1中返回正常,但影响程序的运行效率。
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