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高質量C++/C編程指南-第7章-內存管理(3)

編輯:關於C++

7.3.3 計算內存容量

用運算符sizeof可以計算出數組的容量(字節數)。示例7-3-3(a)中,sizeof(a)的值是12(注意別忘了’\0’)。指針p指向a,但是sizeof(p)的值卻是4。這是因為sizeof(p)得到的是一個指針變量的字節數,相當於sizeof(char*),而不是p所指的內存容量。C++/C語言沒有辦法知道指針所指的內存容量,除非在申請內存時記住它。

注意當數組作為函數的參數進行傳遞時,該數組自動退化為同類型的指針。示例7-3-3(b)中,不論數組a的容量是多少,sizeof(a)始終等於sizeof(char *)。

char a[] = "hello world";

char *p = a;

cout<< sizeof(a) << endl; // 12字節

cout<< sizeof(p) << endl; // 4字節

示例7-3-3(a) 計算數組和指針的內存容量

void Func(char a[100])

{

cout<< sizeof(a) << endl; // 4字節而不是100字節

}

示例7-3-3(b) 數組退化為指針

7.4指針參數是如何傳遞內存的?
如果函數的參數是一個指針,不要指望用該指針去申請動態內存。示例7-4-1中,Test函數的語句GetMemory(str, 200)並沒有使str獲得期望的內存,str依舊是NULL,為什麼?

void GetMemory(char *p, int num)

{

p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);

}

void Test(void)

{

char *str = NULL;

GetMemory(str, 100); // str 仍然為 NULL

strcpy(str, "hello"); // 運行錯誤

}

示例7-4-1 試圖用指針參數申請動態內存

毛病出在函數GetMemory中。編譯器總是要為函數的每個參數制作臨時副本,指針參數p的副本是 _p,編譯器使 _p = p。如果函數體內的程序修改了_p的內容,就導致參數p的內容作相應的修改。這就是指針可以用作輸出參數的原因。在本例中,_p申請了新的內存,只是把_p所指的內存地址改變了,但是p絲毫未變。所以函數GetMemory並不能輸出任何東西。事實上,每執行一次GetMemory就會洩露一塊內存,因為沒有用free釋放內存。

如果非得要用指針參數去申請內存,那麼應該改用“指向指針的指針”,見示例7-4-2。

void GetMemory2(char **p, int num)

{

*p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);

}

void Test2(void)

{

char *str = NULL;

GetMemory2(&str, 100); // 注意參數是 &str,而不是str

strcpy(str, "hello");

cout<< str << endl;

free(str);

}

示例7-4-2用指向指針的指針申請動態內存

由於“指向指針的指針”這個概念不容易理解,我們可以用函數返回值來傳遞動態內存。這種方法更加簡單,見示例7-4-3。

char *GetMemory3(int num)

{

char *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);

return p;

}

void Test3(void)

{

char *str = NULL;

str = GetMemory3(100);

strcpy(str, "hello");

cout<< str << endl;

free(str);

}

示例7-4-3 用函數返回值來傳遞動態內存

用函數返回值來傳遞動態內存這種方法雖然好用,但是常常有人把return語句用錯了。這裡強調不要用return語句返回指向“棧內存”的指針,因為該內存在函數結束時自動消亡,見示例7-4-4。

char *GetString(void)

{

char p[] = "hello world";

return p; // 編譯器將提出警告

}

void Test4(void)

{

char *str = NULL;

str = GetString(); // str 的內容是垃圾

cout<< str << endl;

}

示例7-4-4 return語句返回指向“棧內存”的指針

用調試器逐步跟蹤Test4,發現執行str = GetString語句後str不再是NULL指針,但是str的內容不是“hello world”而是垃圾。

如果把示例7-4-4改寫成示例7-4-5,會怎麼樣?

char *GetString2(void)

{

char *p = "hello world";

return p;

}

void Test5(void)

{

char *str = NULL;

str = GetString2();

cout<< str << endl;

}

示例7-4-5 return語句返回常量字符串

函數Test5運行雖然不會出錯,但是函數GetString2的設計概念卻是錯誤的。因為GetString2內的“hello world”是常量字符串,位於靜態存儲區,它在程序生命期內恆定不變。無論什麼時候調用GetString2,它返回的始終是同一個“只讀”的內存塊。

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