与指针和内存管理有关的最常见的错误是悬空指针/野生指针。有时,程序员无法使用有效地址初始化指针,则这种类型的初始化指针在C语言中称为"悬空指针"。
当在不破坏指针值的情况下从内存中删除或取消分配对象时,在对象销毁时会发生悬空指针。在这种情况下,指针指向已取消分配的内存。悬空指针可以指向内存,其中包含程序代码或操作系统代码。如果我们将值分配给该指针,则它将覆盖程序代码或操作系统指令的值;在这种情况下,程序将显示不良结果,甚至可能崩溃。如果将内存重新分配给其他某个进程,则我们取消引用悬空指针将导致分段错误。
让我们观察以下示例。
在上图中,我们可以看到 Pointer 3 是一个悬空的指针。 Pointer1 和Pointer2 是分别指向已分配对象(即对象1和对象2)的指针。 Pointer3 是一个悬空指针,因为它指向已取消分配的对象。
让我们通过一些C程序了解悬空指针。
#include <stdio.h> int main() { int *ptr=(int *)malloc(sizeof(int)); int a=560; ptr=&a; free(ptr); return 0; }
在上面的代码中,我们创建了两个变量,即* ptr和a,其中'ptr'是指针,'a'是整数变量。 * ptr是一个指针变量,它是在 malloc()函数的帮助下创建的。我们知道malloc()函数返回void,因此我们使用int *将void指针转换为int指针。
语句 int * ptr =(int *)malloc(sizeof(int)); 将分配4个字节的内存,如下图所示:
语句 free(ptr)取消分配内存,如下图所示,带有叉号,并且'ptr'指针悬空,因为它指向已取消分配的内存。
如果我们将NULL值分配给'ptr',则'ptr'将不会指向已删除的内存。因此,我们可以说ptr不是悬空指针,如下图所示:
当变量超出范围时,指向该变量的指针将成为悬空指针。
#include<stdio.h> int main() { char *str; { char a = ?A?; str = &a; } //a 超出范围 //str 现在是一个悬空指针 printf("%s", *str); }
在上面的代码中,我们执行了以下步骤:
现在,我们将看到调用函数时指针如何悬空。
通过示例让我们理解。
#include <stdio.h> int *fun(){ int y=10; return &y; } int main() { int *p=fun(); printf("%d", *p); return 0; }
在上面的代码中,我们执行了以下步骤:
我们以图表的形式表示上述代码的工作情况。
让我们考虑另一个悬空指针的例子。
#include <stdio.h> int *fun() { static int y=10; return &y; } int main() { int *p=fun(); printf("%d", *p); return 0; }
上面的代码与上一个代码相似,但是唯一的区别是变量y是静态的。我们知道静态变量存储在全局内存中。
现在,我们以图形方式表示上述代码的工作。
上图显示了堆栈存储器。首先,调用 fun()函数,然后将控件移至 int * fun()的上下文。由于" y"是静态变量,因此它是存储在全局存储器中;它的范围在整个程序中都可用。返回地址值时,控件将返回到 main()的上下文。指针" p"包含地址" y",即100。当我们打印该值时'* p'的值,则打印出'y'的值,即10。因此,我们可以说指针'p'不是悬空指针,因为它包含存储在全局变量中的变量的地址记忆。
避免指针悬空错误
可以通过将指针初始化为 NULL 值来避免悬空的指针错误。如果将 NULL 值分配给指针,则指针将不会指向已取消分配的内存。将 NULL 值分配给指针意味着指针没有指向任何内存位置。
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