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你的C/C++程序为什么无法运行?揭秘Segmentation fault (1)

来源:程序员人生   发布时间:2015-05-28 08:33:15 阅读次数:4428次

甚么让你对C/C++如此恐惧?

晦涩的语法?还是优秀IDE的欠缺?
我想那都不是问题,最多的多是1个类似这样的毛病:

这里写图片描述

段毛病(Segmentation fault)

这是新手没法避免的毛病,也是老手极力躲避也常常遇到的毛病。
本篇,试图简略地剖析1段会引发这个毛病的程序,带来1些启发。

先看两份代码,1份是毛病的.

毛病代码

#include "string.h" #include <stdlib.h> #include <stdio.h> void func1(char ** dest,char * src,int n) { (*dest) = (char*)malloc(sizeof(char)*n); strcpy(*dest,src); } int main(int argc,char** args) { char ** p = NULL; char str[] = "foreach_break"; int len = sizeof(str); printf("%d ",len); func1(p,str,len); printf("%s ",*p); free(p); p = NULL; }

正确代码

#include "stdio.h" #include "string.h" #include "stdlib.h" void func1(char ** dest,char * src,int n) { (*dest) = (char*)malloc(sizeof(char)*n); strcpy(*dest,src); } int main(int argc,char** args) { char * p = NULL; char str[] = "foreach_break"; int len = sizeof(str); printf("%d ",len); func1(&p,str,len); printf("%s ",p); free(p); //p = NULL; }

代码意图来自技术问答中的1个huffman树不能运行的问题。
固然,我剥离掉了大部份关于huffman的部份,并略加改动。

它们最大的不同:
毛病代码:

char ** p = NULL; func1(p,str,len);

正确代码:

char * p = NULL; func1(&p,str,len);

或许你会奇怪,你看到“正确”的代码中竟然注释了这行:

//p = NULL;

参数传递

同时,可能有人会觉得指针char ** p向函数func1传递*p,与指针char * p向函数func1传递&p没甚么不同啊?

嗯。这类想法也很有惯性,由于C语言没有类似这样的函数声明:
void func(int &)

同时,对char * p&p操作不也得到个char **吗?

运行程序

那末,我们看看程序自己怎样说?
这里写图片描述

如果你常常遇到段毛病,希望你仔细看明白上面的图在说甚么。

野指针

所谓野指针,就是很野的指针,你不知道它指向了哪一个地址,也不知道对这个地址取值是不是会出错,但,野指针也是指针,有1个寄存它的内存地址.

正确的代码中,寄存指针p的地址是0x7fffffffddc0;
毛病的代码中,寄存指针p的地址是0x7fffffffdd78

零指针

所谓零指针,就是指向了0x0的指针.对这个0x0取值是不是会出错呢?你想想.

这里写图片描述

悬浮指针

你对在正确的程序中注释了p = NULL而感到不解?
其实这没甚么,取决于这个指针p在后续代码中怎样使用.

free(p);

这句代码的履行,会释放掉指针p所指向的内存地址,归还给操作系统.
固然条件是这个地址确有所指、你也有权访问它.

p = NULL;

这句代码的履行,是让指针p指向了0x0,变回了空指针.

虽然它指向的内存已被释放,但是它还指向那个地址.

这就是悬浮指针,指向的地址已不可用确还指向,就不是确有所指.

由于我们的main函数行将履行终了,所以在它返回后,寄存空指针p的地址会被释放.

由于指针pmain函数的1个临时变量.

所以我们可以毫无顾虑的注释掉p = NULL.

内存泄漏

另外,如果free(p)没有被履行,而先履行了p = NULL,那末p原来指向的内存空间可能就没法被正确释放,如果再也没有其它的援用指向了那块地址,那块地址就被遗忘在那里,同时不能被回收.

这个,叫内存泄漏 (Memory Leak).

接着看程序

现在,我们来看看函数func1的调用。

首先,是C代码:
这里写图片描述

然后是两段代码的对照:
这里写图片描述

你应当已看出了差别。

毛病的代码的dest参数传入了0x0.

接着是履行:

(*dest) = (char*)malloc(sizeof(char)*n);

这句代码在进行(*dest)时就会产生段毛病.

究其缘由,就在于char ** p = NULLp变成了零指针,*p相当于对0x0这个地址取值.

利用程序启动时,操作系统会建立1个进程(process),这个进程具有自己独立的地址空间,称作虚拟地址空间(virtual memory space).

0x0在这个空间中,不能被访问.

试图访问1个不能被访问的空间,就会段毛病.

总结

段毛病的1种,我们探索终了.
现在你知道以下两种操作的含义了吗?

/* p指向的地址,对其取值,如果这个地址有东西,也有权取,没问题.*/ char ** p -> *p; (1) /* 寄存p的地址,或指向p的援用,这个地址必定有东西,所以没问题*/ char * p -> &p (2);

本篇结束.

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