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基于C++中常见内存错误的总结

运维开发网 https://www.qedev.com 2020-02-11 15:09 出处:网络 作者: 网络整理
本篇文章是对C++中常见的内存错误进行了总结介绍。需要的朋友参考下

在系统开发过程中出现的bug相对而言是比较好解决的,花费在这个上面的调试代价不是很大,但是在系统集成后的bug往往是难以定位的bug(最好方式是打桩,通过打桩可以初步锁定出错的位置,如:进入函数前打印日志,离开时再次打印日志)。而这些难以定位的bug基本分为2类:内存错误和并非问题。

1、内存泄露

如果在堆栈上分配的内存使用完成后没有释放就会造成内存泄露。少量的内存泄露不至于让程序崩溃,但是大量的内存泄露就会导致内存耗尽,后续内存分配失败,从而导致程序崩溃。长时间运行软件,即使只有一两处泄露,同样会导致程序崩溃。所以有当出现内存泄露请检查是否释放了资源。

2、内存越界访问

内存越界访问有两种:一种是读越界,即读了不属于自己的数据,如果所读的内存地址是无效的,程序就立即崩溃。如果所读的内存地址是有效的,在读的时候不会出现问题,但是由于读到的数据是随机的,他会产生不可预料的后果,另一种是写越界,又叫缓冲区溢出。所写的数据是随机的,他也会产生不可预料的后果。

内存越界访问造成的后果非常严重,是引起程序不稳定的主要原因之一,最主要的是它造成的后果是随机的,表现出来的症状和时机也是随机的,让bug的现象和本质看似没有什么联系,这给bug定位带来了极大的困难。所以在时机开发过程中,对于外部传入的参数要仔细检查。

3、野指针

释放掉的内存会被内存管理器重新分配。此时野指针指向的内存已经被赋予新的意义。对野指针指向的内存访问,无论是有意的还是无意的,都会为此付出巨大代价,因为它造成的后果,如果越界访问一样是不可预料的。解决野指针最好的方法:释放内存后立即把对应指针置为空值。

4、访问空指针

在访问指针指向的内存时,确保指针不是空指针。访问空指针指向的内存,通常会导致程序崩溃,或者不可预料的错误。

5、引用未初始化的变量

未初始化变量的内容是随机的,使用这些数据会造成不可预料的后果,调试这样的bug也非常困难。最好的解决办法:在声明变量的时候就对它进行初始化。

6、不清楚的指针运算

如:int *p=....;

p+n等价于(size_t)p+n*sizeof(*p);

7、结构体成员顺序变化引发的错误

8、结构体大小变化引发的错误

9、分配释放不配对

10、返回指向临时变量的指针

栈里面的变量时临时的,当前函数执行完成时,先关的临时变量和参数都被清除了。不能把指向这些临时变量的指针返回给调用这,这样的指针执行的数据是随机的,会给程序造成不可预料的后果。

11、试图修改常量

如:char *p="1234";

*p='1';

12、误解传值和传引用

13、重名符号

关于重名问题可以参考:C++重定义解决方法总结

14、栈溢出

15、误用sizeof

C++通常是按值传递参数,而数组则是例外,在传递数组参数时,数组退化为指针(及按引用传递),此时用sizeof是无法获取数据的大小。

16、字节对齐

字节对齐主要目的是提高内存访问效率,在某些平台上,就不仅仅是效率问题,如果不对齐得到的数据是错误的。大多数情况下编译器会保值全局变量和临时变量按照正确的方式对齐。内存管理器会保证动态按照正确的方式对齐。要注意的是:在不同的类型的变量之间转换时要小心。

字节对齐也会造成结构体大小的变化,在程序内部用sizeof来取的结构的大小就可以了。若数据要在不同的机器间传递时,在通信协议中要规定对齐的方式,避免对齐方式不一致引发的问题。

关于字节对齐问题请参考:关于C++内存中字节对齐问题的详细介绍

17、字节顺序

字节顺序历来是设计跨平台最头痛的问题。字节顺序是关于数据在物理内存中的布局问题,最常见的字节顺序有两种:大端模式和小端模式

大端模式:高位字节数据存放在低地址处,低位字节数据存放在高地址处。

小端模式:低位字节数据存放在内存低地址处,高字节字节数据存放在内存高地址处

如:long n=0x11223344

模式第1字节 第2字节第3字节  第4字节

大端模式0x110x220x330x44

小端模式0x440x330x220x11

在普通软件中,字节顺序问题并不引人注目。而在开发与网络通信和数据交换有关的软件时,字节顺序就要多注意了。

18、多线程共享变量没有用valotile修饰

valotile作用:告诉编译器不要把变量优化到寄存器中。在开发多线程的程序是,如果这些线程共享一些全局变量,这些全局变量最好使用valotile修饰。这样可以避免因为编译器优化而引起的错误。

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