C 语言最大难点揭秘[3]

　　悬空指针

　　悬空指针比较棘手。当程式员在内存资源释放后使用资源时会发生悬空指针（请参见清单 5）：

　　清单 5. 悬空指针

void f8()
{
struct x *xp;

xp = (struct x *) malloc(sizeof (struct x));
xp.q = 13;
...
free(xp);
...
/* Problem! There's no guarantee that
the memory block to which xp points
hasn't been overwritten. */
return xp.q;
}

　　传统的“调试”难以隔离悬空指针。由于下面两个明显原因，他们很难再现：

　　即使影响提前释放内存范围的代码已本地化，内存的使用仍然可能取决于应用程式甚至（在极端情况下）不同进程中的其他执行位置。
悬空指针可能发生在以微妙方式使用内存的代码中。结果是，即使内存在释放后立即被覆盖，并且新指向的值不同于预期值，也很难识别出新值是错误值。
悬空指针不断威胁着 C 或 C 程式的运行状态。

　　数组边界违规

　　数组边界违规十分危险，他是内存错误管理的最后一个主要类别。回头看一下清单 1；假如 explanation 的长度超过 80，则会发生什么情况？回答：难以预料，但是他可能和良好情形相差甚远。特别是，C 复制一个字符串，该字符串不适于为他分配的 100 个字符。在任何常规实现中，“超过的”字符会覆盖内存中的其他数据。内存中数据分配的布局很复杂并且难以再现，所以任何症状都不可能追溯到源代码级别的具体错误。这些错误通常会导致数百万美元的损失。

　　内存编程的策略

　　勤奋和自律能够让这些错误造成的影响降至最低限度。下面我们介绍一下您能够采用的几个特定步骤；我在各种组织中处理他们的经验是，至少能够按一定的数量级持续减少内存错误。

　　编码风格

　　编码风格是最重要的，我还从没有看到过其他任何作者对此加以强调。影响资源（特别是内存）的函数和方法需要显式地解释本身。下面是有关标头、注释或名称的一些示例（请参见清单 6）。

　　清单 6. 识别资源的源代码示例

/********
* ...
*
* Note that any function invoking protected_file_read()
* assumes responsibility eventually to fclose() its
* return value, UNLESS that value is NULL.
*
********/
FILE *protected_file_read(char *filename)
{
FILE *fp;

fp = fopen(filename, "r");
if (fp) {
...
} else {
...
}
return fp;
}

/*******
* ...
*
* Note that the return value of get_message points to a
* fixed memory location. Do NOT free() it; remember to
* make a copy if it must be retained ...
*
********/
char *get_message()
{
static char this_buffer[400];

...
(void) sprintf(this_buffer, ...);
return this_buffer;
}

/********
* ...
* While this function uses heap memory, and so
* temporarily might expand the over-all memory
* footprint, it properly cleans up after itself.
*
********/
int f6(char *item1)
{
my_class c1;
int result;
...
c1 = new my_class(item1);
...
result = c1.x;
delete c1;
return result;
}
/********
* ...
* Note that f8() is documented to return a value
* which needs to be returned to heap; as f7 thinly
* wraps f8, any code which invokes f7() must be
* careful to free() the return value.
*
********/
int *f7()
{
int *p;

p = f8(...);
...
return p;
}

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