【C语言】野指针

野指针是C语言编程中常见的问题,它指向未知或非法内存地址,可能导致程序崩溃或数据损坏。野指针的产生通常由于未初始化的局部指针、释放后未置空的指针以及指向已销毁变量的指针。规避野指针的方法包括初始化指针、释放内存后置空指针、避免返回栈空间地址以及检查动态内存分配的返回值。理解和避免野指针对于编写稳定、可靠的C语言程序至关重要。

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前言:在学习C语言或者开放工程时,我们常会听到“野指针”这个概念,那么什么是野指针?野指针产生的原因是什么?野指针的危害是什么?我们又要如何去规避野指针呢?这章内容我们就将学习以上内容。


一,什么是野指针?

野指针是指向位置随机的(乱指一气),错误的指针,系统无法对其进行操作。野指针指向的值是非法的内存地址,指向的内存是不可用的。

二、野指针产生的原因(C语言中常见)

1.局部指针变量没有初始化

我们如果没有手动去初始化全局变量,全局变量会自动初始化为0,而局部变量不会。所以如果我们不将局部指针变量手动初始化为NULL,那么这个局部指针将会是一个野指针,指向一块非法内存地址,系统无法对其进行操作。

2.使用已经释放过的指针

这个错误常见于动态开辟的内存空间,我们使用malloc等动态内存函数后,都要用free函数对其开辟的动态内存空间进行释放,并将其置为空指针,如果我们用了free函数把那块动态内存空间释放了(还给操作系统了),但是还没置将指针变量为空指针就去使用该指针,就会造成非法访问内存。

3.指针指向的变量在使用之前就被销毁了

最常见于“返回栈空间地址”这一问题,在函数中,如果我们返回局部变量指针,就会造成问题,因为函数调用结束后,局部变量就会被销毁。

三,野指针的危害

1.指向不可访问的内存地址->引发段错误;
2.指向一个可用的,但是没有明确意义的空间,程序可以运行,但是实际上程序是有问题的,如果我们对野指针进行了解引用,对其所指向的内存地址作了非法修改,但是这块空间实际上在正在被使用,这个时候里面的正确内容就会被改变,导致程序奔溃,或数据损坏

四,如何规避野指针

1.定义创建一个指针变量时一定要记得初始化
2.动态开辟的内存空间,free()释放内存后,一定要马上将对应的指针置为NULL空指针
3.不用再函数中返回栈空间的指针(地址)或局部变量的地址
4.注意在动态开辟内存后,对其返回值做合理判断,判断其是否为空指针

五,面试题

找出下题的错误:

int* f2(void)
{
    int* ptr;
    *ptr=10;
    return ptr;
}

注意这个代码是错误,它没有把ptr初始化置为空指针,那么此时ptr是个野指针,不能对野指针进行解引用操作。

### C语言中如何解决指针 **指针**是指向未分配或已释放内存区域的指针。由于它们指向了不可预知的位置,因此访问这些指针可能会导致程序崩溃、数据损坏等严重问题。 #### 解决方法: 1. **初始化为空** - 声明指针时将其初始化为 `NULL`。这样做可以确保在使用前明确该指针是否已经合法地指向某个有效的地址。 ```c int *ptr = NULL; ``` 2. **及时设置为NULL** - 当动态分配的内存在不再需要时立即释放,并将对应的指针设为 `NULL` ,防止后续误操作。 ```c free(ptr); ptr = NULL; // 防止悬挂指针 ``` 3. **检查有效性** - 使用指针之前先判断其值是不是非空(即不是 `NULL`) 并且确实指向了一块有效内存。 ```c if (ptr != NULL && /* 其他合法性验证 */) { // 安全的操作... } ``` 4. **避免多次释放** - 确保每一块通过 `malloc`, `calloc` 或者 `realloc` 分配出来的空间只被一次性的释放掉;如果一个指针所引用的对象已经被释放,则不要再尝试去释放它第二次。 5. **利用工具检测** - 使用静态分析工具如 Splint、Cppcheck 或者 Valgrind 这样的运行时错误检测器帮助发现潜在的问题代码段落。 6. **遵循良好的编码习惯** - 减少不必要的全局变量和函数内部直接返回局部对象的地址等情况的发生;尽量采用RAII(Resource Acquisition Is Initialization)模式管理资源生命周期,在构造期间获取所需资源并在析构阶段自动清理。 总之,预防并妥善处理好“指针”问题是编写稳健可靠的C/C++应用程序不可或缺的一部分工作内容之一。养成良好规范化的编程风格有助于减少此类低级失误带来的隐患。
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