C?語言的那些坑！
時間：2021-08-19 15:28:48
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[導(dǎo)讀]來源：IBN，作者：CameronLairdhttps://www.ibm.com/developerworks/cn/aix/library/au-memorytechniques.html本文將帶您了解一些良好的和內(nèi)存相關(guān)的編碼實(shí)踐，以將內(nèi)存錯誤保持在控制范圍內(nèi)。內(nèi)存錯誤是C...
來源：IBN，作者：Cameron Lairdhttps://www.ibm.com/developerworks/cn/aix/library/au-memorytechniques.html
引言
C 和 C 程序中的內(nèi)存錯誤非常有害：它們很常見，并且可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。來自計算機(jī)應(yīng)急響應(yīng)小組(請參見參考資料)和供應(yīng)商的許多最嚴(yán)重的安全公告都是由簡單的內(nèi)存錯誤造成的。自從 70 年代末期以來，C 程序員就一直討論此類錯誤，但其影響在至今年仍然很大。更糟的是，如果按我的思路考慮，當(dāng)今的許多 C 和 C 程序員可能都會認(rèn)為內(nèi)存錯誤是不可控制而又神秘的頑癥，它們只能糾正，無法預(yù)防。
但事實(shí)并非如此。本文將讓您在短時間內(nèi)理解與良好內(nèi)存相關(guān)的編碼的所有本質(zhì)：
正確的內(nèi)存管理的重要性
存在內(nèi)存錯誤的 C 和 C 程序會導(dǎo)致各種問題。如果它們泄漏內(nèi)存，則運(yùn)行速度會逐漸變慢，并最終停止運(yùn)行;如果覆蓋內(nèi)存，則會變得非常脆弱，很容易受到惡意用戶的攻擊。從 1988 年著名的莫里斯蠕蟲攻擊到有關(guān) Flash Player 和其他關(guān)鍵的零售級程序的最新安全警報都與緩沖區(qū)溢出有關(guān)：“大多數(shù)計算機(jī)安全漏洞都是緩沖區(qū)溢出”，Rodney Bates 在 2004 年寫道。
在可以使用 C 或 C 的地方，也廣泛支持使用其他許多通用語言(如 Java?、Ruby、Haskell、C#、Perl、Smalltalk 等)，每種語言都有眾多的愛好者和各自的優(yōu)點(diǎn)。但是，從計算角度來看，每種編程語言優(yōu)于 C 或 C 的主要優(yōu)點(diǎn)都與便于內(nèi)存管理密切相關(guān)。與內(nèi)存相關(guān)的編程是如此重要，而在實(shí)踐中正確應(yīng)用又是如此困難，以致于它支配著面向?qū)ο缶幊陶Z言、功能性編程語言、高級編程語言、聲明性編程語言和另外一些編程語言的所有其他變量或理論。
與少數(shù)其他類型的常見錯誤一樣，內(nèi)存錯誤還是一種隱性危害：它們很難再現(xiàn)，癥狀通常不能在相應(yīng)的源代碼中找到。例如，無論何時何地發(fā)生內(nèi)存泄漏，都可能表現(xiàn)為應(yīng)用程序完全無法接受，同時內(nèi)存泄漏不是顯而易見。
因此，出于所有這些原因，需要特別關(guān)注 C 和 C 編程的內(nèi)存問題。讓我們看一看如何解決這些問題，先不談是哪種語言。
內(nèi)存錯誤的類別
首先，不要失去信心。有很多辦法可以對付內(nèi)存問題。我們先列出所有可能存在的實(shí)際問題：
1.內(nèi)存泄漏2.錯誤分配，包括大量增加 free()釋放的內(nèi)存和未初始化的引用3.懸空指針4.數(shù)組邊界違規(guī)
這是所有類型。即使遷移到 C 面向?qū)ο蟮恼Z言，這些類型也不會有明顯變化;無論數(shù)據(jù)是簡單類型還是 C 語言的 struct或 C 的類，C 和 C 中內(nèi)存管理和引用的模型在原理上都是相同的。以下內(nèi)容絕大部分是“純 C”語言，對于擴(kuò)展到 C 主要留作練習(xí)使用。
內(nèi)存泄漏
在分配資源時會發(fā)生內(nèi)存泄漏，但是它從不回收。下面是一個可能出錯的模型(請參見清單 1)：
清單 1. 簡單的潛在堆內(nèi)存丟失和緩沖區(qū)覆蓋
void?f1(char?*explanation)
{
????char?p1;
????p1?=?malloc(100);
????????(void)?sprintf(p1,
???????????????????????"The?f1?error?occurred?because?of?'%s'.",
???????????????????????explanation);
????????local_log(p1);
}您看到問題了嗎?除非 local_log()對 free()釋放的內(nèi)存具有不尋常的響應(yīng)能力，否則每次對 f1的調(diào)用都會泄漏 100 字節(jié)。在記憶棒增量分發(fā)數(shù)兆字節(jié)內(nèi)存時，一次泄漏是微不足道的，但是連續(xù)操作數(shù)小時后，即使如此小的泄漏也會削弱應(yīng)用程序。
在實(shí)際的 C 和 C 編程中，這不足以影響您對 malloc()或 new的使用，本部分開頭的句子提到了“資源”不是僅指“內(nèi)存”，因為還有類似以下內(nèi)容的示例(請參見清單 2)。FILE句柄可能與內(nèi)存塊不同，但是必須對它們給予同等關(guān)注：
清單 2. 來自資源錯誤管理的潛在堆內(nèi)存丟失?
int?getkey(char?*filename)
{
????FILE?*fp;
????int?key;
????fp?=?fopen(filename,?"r");
????fscanf(fp,?"%d",? 
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