C语言内存调试技巧.docx

C 语言最大难点揭秘 Cameron Laird (claird@), 副总裁, Phaseit Inc. 2007 年6月 21日本文将带您了解一些良好的和内存相关的编码实践,以将内存错误保持在控制范围内。内存错误是 C和 C++ 编程的祸根:它们很普遍,认识其严重性已有二十多年,但始终没有彻底解决,它们可能严重影响应用程序,并且很少有开发团队对其制定明确的管理计划。但好消息是,它们并不怎么神秘。引言 C和 C++ 程序中的内存错误非常有害:它们很常见,并且可能导致严重的后果。来自计算机应急响应小组(请参见参考资料)和供应商的许多最严重的安全公告都是由简单的内存错误造成的。自从 70年代末期以来, C程序员就一直讨论此类错误,但其影响在 2007 年仍然很大。更糟的是,如果按我的思路考虑,当今的许多 C 和 C++ 程序员可能都会认为内存错误是不可控制而又神秘的顽症,它们只能纠正,无法预防。但事实并非如此。本文将让您在短时间内理解与良好内存相关的编码的所有本质: 正确的内存管理的重要性内存错误的类别内存编程的策略结束语正确的内存管理的重要性存在内存错误的 C和 C++ 程序会导致各种问题。如果它们泄漏内存,则运行速度会逐渐变慢,并最终停止运行;如果覆盖内存,则会变得非常脆弱,很容易受到恶意用户的攻击。从 1988 年著名的莫里斯蠕虫攻击到有关 Flash Player 和其他关键的零售级程序的最新安全警报都与缓冲区溢出有关:“大多数计算机安全漏洞都是缓冲区溢出”, Rodney Bates 在 2004 年写道。在可以使用 C或 C++ 的地方,也广泛支持使用其他许多通用语言(如 Java ?、 Ruby 、 Haskell 、 C#、 Perl 、 Smalltalk 等),每种语言都有众多的爱好者和各自的优点。但是,从计算角度来看,每种编程语言优于 C或 C++ 的主要优点都与便于内存管理密切相关。与内存相关的编程是如此重要,而在实践中正确应用又是如此困难,以致于它支配着面向对象编程语言、功能性编程语言、高级编程语言、声明性编程语言和另外一些编程语言的所有其他变量或理论。与少数其他类型的常见错误一样,内存错误还是一种隐性危害:它们很难再现,症状通常不能在相应的源代码中找到。例如,无论何时何地发生内存泄漏,都可能表现为应用程序完全无法接受,同时内存泄漏不是显而易见。因此,出于所有这些原因,需要特别关注 C和 C++ 编程的内存问题。让我们看一看如何解决这些问题,先不谈是哪种语言。内存错误的类别首先,不要失去信心。有很多办法可以对付内存问题。我们先列出所有可能存在的实际问题: -内存泄漏-错误分配,包括大量增加 free() 释放的内存和未初始化的引用-悬空指针-数组边界违规这是所有类型。即使迁移到 C++ 面向对象的语言,这些类型也不会有明显变化;无论数据是简单类型还是 C语言的 struct 或 C++ 的类, C和 C++ 中内存管理和引用的模型在原理上都是相同的。以下内容绝大部分是“纯C”语言,对于扩展到 C++ 主要留作练****使用。内存泄漏在分配资源时会发生内存泄漏,但是它从不回收。下面是一个可能出错的模型(请参见清单 1): 清单 void f1(char *explanation) { char p