外观
（七）内存管理
一、内存的分配方式
内存分配方式有三种:
- 从静态存储区域分配。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。例如全局变量，static 变量。
- 在栈上创建。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。
- 从堆上分配，亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc或new申请任意多少的内存，程序员自己负责在何时用free或delete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。
二、常见的内存错误及其对策
常见的内存错误及其对策如下：
● 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。
● 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。
● 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。
● 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)。
● 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”。
[规则7-2-1] 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。
[规则7-2-2] 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。
[规则7-2-3] 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。
[规则7-2-4] 动态内存的申请与释放必须配对，防止内存泄漏。
[规则7-2-5] 用free或delete释放了内存之后，立即将指针设置为NULL，防止产生“野指针”。
三、指针参数是如何传递内存的?
1、如果非得要用指针参数去申请内存，那么应该用“指向指针的指针”。
2、用函数返回值来传递动态内存
四、free和delete把指针怎么啦?
别看free和delete的名字恶狠狠的(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。在使用free和delete后，我们要把该指针赋值为NULL。
五、动态内存会被自动释放吗?
函数体内的局部变量在函数结束时自动消亡。很多人误以为下图是正确的。
(1) 指针消亡了，并不表示它所指的内存会被自动释放。
(2) 内存被释放了，并不表示指针会消亡或者成了NULL指针。
六、杜绝“野指针'
“野指针”不是NULL指针，是指向“垃圾”内存的指针。人们一般不会错用NULL指针，因为用if语句很容易判断。但是“野指针”是很危险的，if语句对它不起作用。
（1）指针变量没有被初始化。
（2）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。
（3）指针操作超越了变量的作用范围。
七、内存耗尽怎么办?
如果在申请动态内存时找不到足够大的内存块，malloc和new将返回NULL指针，宣告内存申请失败。通常有三种方式处理“内存耗尽”问题。
（1）判断指针是否为NULL，如果是则马上用return语句终止本函数。
（2）判断指针是否为NULL，如果是则马上用exit(1)终止整个程序的运行。
八、malloc/free的使用要点
1、malloc
函数malloc的原型如下：void * malloc(size_t size)；用malloc申请一块长度为length的整数类型的内存，程序如下：
int *p = (int *) malloc(sizeof(int) * length) ;
我们应当把注意力集中在两个要素上：“类型转换” 和“sizeof”。
● malloc 返回值的类型是void *，所以在调用malloc时要显式地进行类型转换，将void*转换成所需要的指针类型。
● malloc函数本身并不识别要申请的内存是什么类型，它只关心内存的总字节数。在malloc的“()”中使用sizeof运算符是良好的风格。
2、free
函数free的原型如下：void free( void * memblock ) ;
为什么free函数不像malloc函数那样复杂呢?
这是因为指针p的类型以及它所指的内存的容量事先都是知道的，语句free (p)能正确地释放内存。如果p是NULL指针，那么free对p无论操作多少次都不会出问题。如果p不是NULL指针，那么free对p连续操作两次就会导致程序运行错误。
九、new/delete的使用要点
1、new
运算符new使用起来要比函数malloc简单得多，例如：
因为new内置了sizeof、类型转换和类型安全检查功能。
2、delete
在用delete释放对象数组时，留意不要丢了符号‘[]’，例如
十、一些心得体会
（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。