数据管理（二）

2009-12-20 13:46| 发布者: admin| 查看: 84| 评论: 0|原作者: 夙瑶

Null指针
与MS-DOS不同，但是类似于新版本的Windows，现代的Linux系统会小心的处理读取或是写入由null指针所指向的地址，尽管实际的行为是实现相关的。
试验－－访问Null指针
下面我们在memory5a.c程序中试一下当我们访问一个null指针时会发生什么情况：
#include
#include
#include
int main()
{
char *some_memory = (char *)0;
printf(“A read from null %s\n”, some_memory);
sprintf(some_memory, “A write to null\n”);
exit(EXIT_SUCCESS);
}
其输出如下：
$ ./memory5a
A read from null (null)
Segmentation fault(core dumped)
工作原理
第
一个printf试图打印出由一个null指针处所取得的字符串；然后sprintf试图将一个字符串写入null指针处。在这种情况下，Linux(借
助GNU
C库)忽略了此处的读取，并且只是简单的返回给我们一个包含(null)\0字符的神奇字符串。但是他并没有忽略写入操作，并且结束了这个程序。这对于追
踪程序bug是十分有用的。
如果我们再试一次，但是这次我们不使用GNU C库，我们就会发现由地址0处读取是不允许的。如下面的memory5b.c：
#include
#include
#include
int main()
{
char z = *(const char *)0;
printf(“I read from location zero\n”);
exit(EXIT_SUCCESS);
}
其输出如下：
$ ./memory5b
Segmentation fault(core dumped)
工作原理
这一次我们试着直接由地址0处读取。但是这一次在我们与内核之间并不存在GNU libc库，但是我们程序被终止了。我们应该注意到某些版本的UNIX允许由地址0处读取，但是Linux并不允许这样做。
释放内存
直
到现在，我们只是简单的分配内存，然后希望当程序结束时，我们所用的内存并没有丢失。幸运的是Linux内存管理系统具有可靠的能力可以保证当一个程序结
束时其所用的内存会返回给系统。然而，绝大多数的程序并不只是希望简单的分配某块内存，使用一段时间，然后退出。一个更为普遍的用法是在需要时动态使用。
动
态使用内存的程序应总是使用free调用释放不再使用的内存，从而将这些内存返回malloc内存管理器。这会使得单独的内存进行重新合并，并且使得
malloc库来管理内存，而不是使得程序来管理内存。如果一个运行的程序(进程)使用然后释放内存，释放的内存会保持分配给进程。然而，如果他不再被使
用，Linux内存管理器就可以将其由物理内存中换出保存到交换空间中，这对于资源的使用有一些小的影响。
#include
void free(void *ptr_to memory);
free调用只可以使用由malloc，calloc或是realloc调用所获得的内存指针来进行调用。我们很快就会遇到calloc与realloc。
试验－－释放内存
此处程序名为memory6.c：
#include
#define ONE_K (1024)
int main()
{
char *some_memory;
int exit_code = EXIT_FAILURE;
some_memory = (char *)malloc(ONE_K);
if (some_memory != NULL) {
free(some_memory);
exit_code = EXIT_SUCCESS;
}
exit(exit_code);
}
工作原量
这个程序只是简单的演示了如何使用前面已分配内存的指针调用free函数。
记住一旦我们在某一个内存块上调用了free函数，那么他就不再属性于这个进程。他也不再被malloc库所管理。不要在调用free函数之后试图在此内存块上执行读写操作。
其他的内存分配函数
还有另外两个不如malloc与free这样经常使用的内存分配函数：calloc与realloc。其函数原型如下：
#include
void *calloc(size_t number_of_elements, size_t element_size);
void *realloc(void *existing_memory, size_t new_size);
尽
管calloc分配的内存可以使用free函数调用来进行翻译，但是他却具有某些不同的参数：他为一个结构数据分配内存，并且需要元素个数以及每一个元素
的尺寸作为其参数。分配的内存会使用0进行填充，如果calloc函数调用成功，则会返回一个指向第一个元素的指针。与malloc函数类似，其后的调用
并不会返回连续的空间，所以我们不可能通过简单的再次调用calloc函数并且期望第二次调用所返回的内存添加到第一次调用的结束处，从而来扩大由
calloc所分配的内存空间。
realloc会改变前一次分配的内存块的尺寸。调用此函数时会传递一个指向由
malloc，calloc或是realloc函数所分配的内存的指针，并且根据要求调整其大小。realloc也许会需要能过移动数据来达到此目的，所
以很重要的一点就是要保证一旦内存被重新分配了，我们必须使用新的指针，而不要试图使用realloc调用以前的指针来访问内存。
另一个需要关注的问题就是如果realloc不可以调整内存，他就会返回一个空指针。这就意味着，在某些程序中，我们应避免编写类似如下的代码：
my_ptr = malloc(BLOCK_SIZE);
....
my_ptr = realloc(my_ptr, BLOCK_SIZE * 10);
如
果realloc函数调用失败，他就会返回一个空指针；my_ptr就会指向空；那么原始的由malloc所分配的内存就不可以使用my_ptr来访问
了。很可能我们所需要做的是首先访问由malloc所分配的新内存，然后在翻译旧内存块之前使用memcpy函数将旧内存块的数据拷贝到新内存块。一旦出
现错误，这可以使得程序重新访问存储在原始内存块中的数据，也许就是在执行程序清理的时候。

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