找工作笔试面试那些事儿(3)---内存管理那些事
七、内存管理
在写C/C++程序的时候，最头疼的部分一定包括内存管理，一提到内存管理总是提心吊胆，但是又不可避免地常常会遇到，而这块的知识也是公司招聘的一个评价方面，能够很好地体现笔试面试者的功底。这部分的内容稍深一些，大家细心阅读，能对内存管理有一个比较好的把握。
7.1 内存分配的方式最长被问到的问题之一，基础中的基础。对C和C++而言，内存分配方式有三种：
1）从静态存储区域分配。例如程序中定义的全局变量和static变量就是这种方式分配内存的。内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在。
2）在栈上创建。这是出现最多的情况，我们程序中的int var就是这种情况的内存分配方式。在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。
3）从堆上分配，亦称动态内存分配。程序在运行的时候用m a lloc 或new 申请任意多少的内存，程序员自己负责在何时用free 或de lete 释放内存。动态内存的生存期由我们决定，使用非常灵活，但问题也最多。
6.2 常见的内存错误及其相应建议发生内存错误是件非常麻烦的事情。编译器不能自动发现这些错误，通常是在程序运行时才能捕捉到。而这些错误大多没有明显的症状，时隐时现，增加了改错的难度。有时用户怒气冲冲地把你找来，程序却没有发生任何问题，你一走，错误又发作了。
常见的内存错误和处理方法如下：
1）内存分配未成功，却使用了它。
编程新手常犯这种错误，因为他们没有意识到内存分配会不成功。常用解决办法是，在使用内存之前检查指针是否为NULL 。如果指针p 是函数的参数，那么在函数的入口处用assert (p!=NULL) 进行检查。如果是用malloc或new 来申请内存，应该用if( p==NULL ) 或if(p!=NULL) 进行防错处理。
2）内存分配虽然成功，但是尚未初始化就引用它。
犯这种错误主要有两个起因：一是没有初始化的观念；二是误以为内存的缺省初值全为零，导致引用初值错误（例如数组）。
内存的缺省初值究竟是什么并没有统一的标准，尽管有些时候为零值，我们宁可信其无不可信其有。所以无论用何种方式创建数组，都别忘了赋初值，即便是赋零值也不可省略，不要嫌麻烦。
3）内存分配成功并且已经初始化，但操作越过了内存的边界。
例如在使用数组时经常发生下标“多1 ”或者“少1 ”的操作。特别是在for 循环语句中，循环次数很容易搞错，导致数组操作越界。
4）忘记了释放内存，造成内存泄露。
含有这种错误的函数每被调用一次就丢失一块内存。刚开始时系统的内存充足，你看不到错误。终有一次程序突然死掉，系统出现提示：内存耗尽。
动态内存的申请与释放必须配对，程序中malloc与free 的使用次数一定要相同，否则肯定有错误（new/delete 同理）。
5）释放了内存却继续使用它。
有三种情况：
1. 程序中的对象调用关系过于复杂，实在难以搞清楚某个对象究竟是否已经释放了内存，此时应该重新设计数据结构，从根本上解决对象管理的混乱局面。
2. 函数的return 语句写错了，注意不要返回指向“栈内存”的“指针”或者“引用”，因为该内存在函数体结束时被自动销毁。
3. 使用free 或delete 释放了内存后，没有将指针设置为NULL。导致产生“野指针”。
针对以上这些稍不留神，一疏忽就容易犯的错误，这里提出以下建议：
1）用malloc 或new 申请内存之后，应该立即检查指针值是否为NULL。防止使用指针值为NULL的内存。
2）不要忘记为数组和动态内存赋初值。防止将未被初始化的内存作为右值使用。
3）避免数组或指针的下标越界，特别要当心发生“多1 ”或者“少1 ”操作。
4）动态内存的申请与释放必须配对，防止内存泄漏。
5）用free 或delete 释放了内存之后，立即将指针设置为NUL L ，防止产生“野指针”
6.3 指针与数组C++/C程序中，指针和数组在不少地方可以相互替换着用，让人产生一种错觉，以为两者是等价的。
数组要么在静态存储区被创建（如全局数组），要么在栈上被创建。数组名对应着（而不是指向）一块内存，其地址与容量在生命期内保持不变，只有数组的内容可以改变。
指针可以随时指向任意类型的内存块，它的特征是“可变”，所以我们常用指针来操作动态内存。指针远比数组灵活，但也更危险。下面从一些角度说明指针和数组的不同。
1）关于两者的内容修改
一个例子，以下程序：
delete []objects; // 正确的用法delete objects; // 错误的用法
后者相当于delete objects[0]，漏掉了另外99个对象。
6.12 总结知识点在上已经一一叙述过了，这里总结两句话：
1）越是怕指针，就越要使用指针。不会正确使用指针，肯定算不上是合格的程序员。
2）必须养成“使用调试器逐步跟踪程序”的习惯，只有这样才能发现问题的本质。
