C语言的野指针

1.野指针

• 指针变量中的值是非法的内存地址，进而形成野指针
• 野指针不是NULL指针，是指向不可用内存地址的指针
• NULL指针并无危害，很好判断，也很好调试
• C语言中无法判断一个指针所保存的地址是否合法，合法的地址是通过变量或者malloc来申请的

野指针的由来

• 局部指针变量没有被初始化
• 指针所指向的变量在指针之前被销毁（如返回局部变量的地址或局部数组）
• 使用已经释放过的指针
• 进行了错误的指针运算
• 进行了错误的强制类型转换

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>


int main()
{
    int* p1 = (int*)malloc(40);
    int* p2 = (int*)1234567;//野指针
    int i = 0;
    
    for(i=0; i<40; i++)
    {
        *(p1 + i) = 40 - i;
		//*(p1+1) ==> (unsigned int)p1 +1*sizeof(int)==>p1+4
		//循环四十次，会造成野指针，改写了非法的内存指针
    }

    free(p1); //释放p1之后，p1就变为了野指针
    
    for(i=0; i<40; i++)
    {
        p1[i] = p2[i];//对野指针进行操作，系统崩溃
    }
    
    return 0;
}

编译运行：发生段错误，记住我们不能这么干，哈哈哈哈。

所以释放完指针之后，要对指针赋值为NULL，确保不会出现野指针。

2.基本原则

• 绝不返回局部变量和局部数组的地址
• 任何变量在定义后必须使用0来初始化
• 字符数组必须确认0字符后才能成为字符串
• 任何使用与内存操作相关的函数必须指定长度信息

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <malloc.h>

struct Student
{
    char* name;
    int number;
};

char* func()
{
    char p[] = "Hello world!";
    
    return p;//有问题，返回了局部数组的地址
}

void del(char* p)
{
    printf("%s\n", p);
    
    free(p);
}

int main()
{
    struct Student s;//结构体变量没有初始化，产生野指针
    char* p = func();//返回了局部数组的地址，产生野指针
    
    strcpy(s.name, p); //使用野指针
    
    s.number = 99;
    
    p = (char*)malloc(5);//产生内存越界，操作了野指针所指向的内存空间
    
    strcpy(p, "Hello world!");
    
    del(p);
    
    return 0;
}

编译运行直接产生段错误。

3.小结

内存错误是实际产品开发中最常见的问题，然而绝大多数的 bug 都可以通过遵循基本的编程原则和规范来避免。因此，在学习的时候要牢记和理解内存操作的基本原则，目的和意义。