野指针的成因

本文探讨了野指针产生的三种主要原因:未初始化的指针、释放内存后未置空的指针及超出变量作用域的指针操作,并通过实例说明如何避免这类问题。

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引自:http://baike.baidu.com/view/1291320.htm
野指针的成因主要有三种:
  一、 指针变量 没有被初始化。任何指针变量刚被创建时不会自动成为NULL指针,它的缺省值是随机的,它会乱指一气。所以,指针变量在创建的同时应当被初始化,要么将指针设置为NULL,要么让它指向合法的内存。
  二、指针p被free或者delete之后,没有置为NULL,让人误以为p是个合法的指针。别看free和delete的名字(尤其是delete),它们只是把指针所指的内存给释放掉,但并没有把指针本身干掉。通常会用语句if (p != NULL)进行防错处理。很遗憾,此时if语句起不到防错作用,因为即便p不是NULL指针,它也不指向合法的内存块。例:
  #include <stdio.h>
  #include <string.h>
  #include <malloc.h>
  int main(void)
  {
  char *p = (char *) malloc(100);
  strcpy(p, "hello");
  free(p); // p 所指的内存被释放,但是p所指的地址仍然不变,原来的内存变为“垃圾”内存(不可用内存
  if(p != NULL) // 没有起到防错作用
  strcpy(p, "world");
  for(i=0;i<5;i++) //i=5后为乱码
  printf("%c",*(p+i));
  printf("\n");
  }
  另外一个要注意的问题:不要返回指向栈内存的指针或引用,因为栈内存在函数结束时会被释放。
  三、指针操作超越了 变量 的作用范围。这种情况让人防不胜防,示例程序如下:
  class A
  {
  public:
  void Func(void){ cout << “Func of class A” << endl; }
  };
  class B
  {
  public:
  A *p;
  void Test(void)
  {
  A a;
  p = &a; // 注意 a 的 生命期  ,只在这个函数Test中,而不是整个class B
  }
  void Test1()
  {
  p->Func(); // p 是“野指针”
  }
  }
  函数 Test1 在执行语句 p->Func()时,对象 a 已经消失,而 p 是指向 a 的,所以 p 就成了“野指针” 。
### 单片机中指针成因与解决方法 在单片机程序开发中,指针是一个常见的问题,它可能导致系统崩溃、数据损坏或硬件故障。以下将详细分析指针成因及其解决方案。 #### 指针成因 1. **未初始化的指针** 在单片机程序中,如果定义了一个指针变量但未对其进行初始化,则该指针可能指向一个随机地址[^2]。解引用这样的指针会导致不可预测的行为,甚至触发硬故障(HardFault)[^4]。 2. **指针越界访问** 当指针访问超出其合法范围的内存时,可能会覆盖其他重要数据或指令,从而导致程序异常运行。这种情况下,指针被视为“指针”[^1]。 3. **释放后未置空的指针** 如果一个指针指向的内存已被释放(如通过 `delete` 或 `free`),但该指针未被设置为 `nullptr`,则该指针成为指针。后续对该指针的使用可能导致不可预期的结果。 4. **返回局部变量的地址** 在函数中返回局部变量的地址是一种常见错误。局部变量存储在栈上,当函数返回时,栈空间被回收,而返回的指针仍然指向已无效的地址,这也会形成指针[^1]。 5. **函数参数中的指针问题** 在单片机程序中,如果函数参数是一个指针,并且在函数内部对该指针进行操作(如删除后将其置为 `nullptr`),这种操作仅影响函数内部的副本,而不会改变外部指针的状态,从而可能导致外部指针变为指针[^3]。 #### 解决方案 1. **指针初始化** 每个指针变量在定义时都应明确初始化为 `nullptr` 或指向有效的内存地址,以避免未初始化的指针引发问题[^1]。 2. **检查指针有效性** 在使用指针之前,应始终检查其是否为 `nullptr` 或指向有效的内存地址。例如: ```c if (ptr != nullptr) { // 安全地使用指针 } ``` 3. **避免指针越界访问** 确保指针访问的内存范围是合法的,特别是在处理数组时,应严格控制索引值的范围[^1]。 4. **释放内存后及时置空指针** 当使用 `delete` 或 `free` 释放指针指向的内存后,应立即将该指针设置为 `nullptr`,以防止后续误用[^1]。 ```c delete ptr; ptr = nullptr; ``` 5. **避免返回局部变量的地址** 不应在函数中返回局部变量的地址。如果需要返回动态分配的内存地址,确保调用者负责管理其生命周期[^1]。 6. **调试工具的应用** 使用调试工具(如 Keil 的 HardFault 分析功能)可以帮助定位指针问题。通过观察堆栈信息和寄存器状态,可以快速找到导致硬故障的代码位置。 7. **静态代码分析** 利用静态代码分析工具(如 PC-Lint 或 Cppcheck)可以检测潜在的指针问题,从而在编译阶段发现并修复这些问题。 ### 示例代码 以下是一个避免指针问题的示例代码: ```c void safeFunc(Item*& item) { // 注意:使用引用传递指针 if (item != nullptr) { delete item; // 释放内存 item = nullptr; // 将指针置空 } } Item* item = new Item(); safeFunc(item); // 调用函数后,item 已被安全置空 if (item == nullptr) { // 确保指针为空后再继续操作 } ```
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