C++野指针（Wild Pointers）是什么？如何避免？如何正确地使用new和delete？-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了C++野指针（Wild Pointers）是什么？如何避免？如何正确地使用new和delete？。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

C++野指针（Wild Pointers）是什么？如何避免？
C++野指针（Wild Pointers）指的是那些指向无效内存地址的指针。野指针通常是由于内存管理不当导致的，比如未初始化的指针、指向已释放内存的指针、越界访问导致的指针等。野指针是非常危险的，因为它们可能引发未定义行为，如访问违规内存区域，导致程序崩溃或数据损坏。

为了避免野指针，可以采取以下措施：

初始化指针：确保所有指针在使用前都被初始化为nullptr或有效的内存地址。未初始化的指针可能包含垃圾值，导致不可预测的行为。

避免使用裸指针：尽可能使用智能指针（如std::unique_ptr、std::shared_ptr）来管理内存。智能指针会在适当的时候自动释放内存，减少因手动管理内存而引发的错误。

检查指针有效性：在使用指针之前，检查其是否为nullptr。如果指针为nullptr，则避免对其进行解引用操作。

小心处理内存释放：当使用new分配的内存不再需要时，应使用delete释放该内存。确保不要多次释放同一块内存，也不要在释放内存后继续使用指向该内存的指针。

避免越界访问：当使用数组或指针进行访问时，确保索引或偏移量在有效范围内。越界访问可能导致指针指向无效的内存地址。

使用范围基于的for循环和STL算法：现代C++提供了更安全的迭代方式，如范围基于的for循环和STL算法。这些机制可以减少因手动管理指针和索引而引发的错误。

启用编译器警告：使用编译器时，启用所有相关的警告选项。这可以帮助你发现潜在的野指针问题和其他代码问题。

进行代码审查：让同事或其他开发人员审查你的代码。他们可能会发现你没有注意到的潜在问题。

使用静态或动态分析工具：使用代码静态分析工具（如Clang Static Analyzer、Cppcheck等）或动态分析工具（如Valgrind、AddressSanitizer等）来检测内存泄漏、野指针和其他内存相关问题。这些工具可以在编译时或运行时检测代码中的潜在问题，并提供有关如何修复这些问题的信息。

如何正确地使用new和delete？

在C++中，new和delete是用于动态内存分配和释放的关键字。以下是如何正确使用它们的基本准则：

使用new进行动态内存分配：
分配单个对象：

int* p = new int; // 分配一个int类型的内存空间

分配对象数组：

int* arr = new int[10]; // 分配一个包含10个int类型的内存空间

调用构造函数：

class MyClass {  
public:  
    MyClass(int value) : value_(value) {}  
private:  
    int value_;  
};  
 
MyClass* obj = new MyClass(42); // 分配内存并调用构造函数

使用delete释放动态分配的内存：
释放单个对象：

delete p; // 释放p指向的内存

释放对象数组：

delete[] arr; // 释放arr指向的数组内存

避免内存泄漏和野指针：
确保每一个使用new分配的内存都使用delete（或delete[]）释放。
在释放内存后，立即将指针设置为nullptr，以防止野指针。
避免删除同一个内存地址多次。
小心处理异常和错误情况，确保在异常抛出或错误发生时正确释放内存。
示例：

#include <iostream>  
  
int main() {  
    // 分配内存  
    int* p = new int(5);  
    std::cout << "Value: " << *p << std::endl;  
  
    // 使用完毕后释放内存  
    delete p;  
    p = nullptr; // 将指针设置为nullptr  
  
    return 0;  
}

智能指针
为了减少内存泄漏和野指针的风险，C++11引入了智能指针。智能指针是类模板，它们负责在适当的时候自动删除其拥有的对象。两种常见的智能指针是std::unique_ptr和std::shared_ptr。

std::unique_ptr：独占所有权模型，一个unique_ptr在任何时候都拥有其指向的对象。当unique_ptr被销毁时（例如离开作用域），它所指向的对象也会被自动删除。

std::shared_ptr：共享所有权模型，允许多个shared_ptr指向同一个对象，并在最后一个shared_ptr被销毁时删除对象。

使用智能指针可以极大地简化内存管理，减少出错的可能性。

示例：

#include <memory> // 引入智能指针的头文件  
#include <iostream>  
  
int main() {  
    // 使用unique_ptr  
    std::unique_ptr<int> p(new int(5));  
    std::cout << "Value: " << *p << std::endl;  
  
    // 当p离开作用域时，内存会自动释放  
  
    // 使用shared_ptr  
    std::shared_ptr<int> q = std::make_shared<int>(10);  
    std::cout << "Shared value: " << *q << std::endl;  
  
    // 当q和所有复制它的shared_ptr都离开作用域时，内存会被释放  
  
    return 0;  
}