水滴石穿C语言之内存使用

2008-02-23 05:26:23来源:互联网 阅读 ()

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 问题:内存使用

  有人写了一个将整数转换为字符串的函数:

char *itoa (int n)
{
 char retbuf[20];
 sprintf(retbuf, "%d", n);
 return retbuf;
}


  假如我调用这个函数:char *str5 = itoa(5),str5会是什么结果呢?

  答案分析:

  答案是不确定,能够确定的是肯定不是我们想要的 “5”。

   retbuf定义在函数体中,是个局部变量,他的内存空间位于栈(stack)中的某个位置,其作用范围也仅限于在itoa()这个函数中。当itoa()函数退出时,retbuf在调用栈中的内容将被收回,这时,这块内存地址可能存放别的内容。因此将retbuf这个局部变量返回给调用者是达不到预期的目的的。

  那么如何解决这个问题呢,不用担心,方法不但有,而且还不止一个,下面就来阐述三种能解决这个问题的办法:

  1)、在itoa()函数内部定义一个static char retbuf[20],根据静态变量的特性,我们知道,这能够确保函数返回后retbuf的空间不会被收回,原因是函数内的静态变量并不是放在栈中,而是放在程式中一个叫“.bss”段的地方,这个地方的内容是不会因为函数退出而被收回的。

  这种办法确实能解决问题,但是这种办法同时也导致了itoa()函数变成了一个不可重入的函数(即不能确保相同的输入肯定有相同的输出),另外, retbuf [] 中的内容会被下一次的调用结果所替代,这种办法不值得推荐。

  2)、在itoa()函数内部用malloc() 为retbuf申请内存,并将结果存放其中,然后将retbuf返回给调用者。由于此时retbuf位于堆(heap)中,也不会随着函数返回而释放,因此能够达到我们的目的。

  但是有这样一种情况需要注意:itoa()函数的调用者在无需retbuf的时候必须把他释放,否则就造成内存泄漏了,假如此函数和调用函数都是同一个人所写,问题不大,但假如不是,则比较容易会疏漏此释放内存的操作。

  3)、将函数定义为char *itoa(int n, char *retbuf),且retbuf的空间由调用者申请和释放,itoa()只是将转换结果存放到retbuf而已。

  这种办法明显比第一、二种方法要好,既避免了方法1对函数的影响,也避免了方法2对内存分配释放的影响,是现在一种比较通行的做法。

  扩展分析:

  其实就这个问题本身而言,我想大家都能够立即想到答案,关键在于对内存这种敏感资源的正确和合理地利用,下面对内存做一个简单的分析:

  1)、程式中有不同的内存段,包括:

  .data - 已初始化全局/静态变量,在整个软件执行过程中有效;

  .bss - 未初始化全局/静态变量,在整个软件执行过程中有效;

  .stack - 函数调用栈,其中的内容在函数执行期间有效,并由编译器负责分配和收回;

  .heap - 堆,由程式显式分配和收回,假如不收回就是内存泄漏。

  2)、自己使用的内存最好还是自己申请和释放。

  这能够说是个内存分配和释放的原则,比如说上面解决办法的第二种,由itoa()分配的内存,最后由调用者释放,就不是个很好的办法,还不如用第三种,由调用者自己申请和释放。另外这个原则更有一层意思是说:假如您要使用一个指针,最好先确信他已指向合法内存区了,假如没有就得自己分配,要不就是非法指针访问。很多程式的致命错误



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