C++中的空指针和野指针(2)

我们程序中的指针其实是windows内存段偏移后的地址,而不是实际的物理地址,所以不同的地址中的零值指针指向的同一个0地址,其实在内存中都不是物理内存的开端的0,而是分段内存的开端,这里我们需要简单介绍一下windows下的内存分配和管理制度:

windows下,执行文件(PE文件)在被调用后,系统会分配给它一个额定大小的内存段用于映射这个程序的所有内容(就是磁盘上的内容)并且为这个段进行新的偏移计算,也就是说我们的程序中访问的所有near指针都是在我们“自家”的段里面的,当我们需要访问far指针的时候,我们其实是跳出了“自家的院子”到了他人的地方,我们需要一个段偏移资质来完成新的偏移(人家家里的偏移)所以我们的指针可能是OE02:0045就是告诉我们要访问0E02个内存段的0045号偏移,然后windows会自动给我们找到0E02段的开始偏移,然后为我们计算真实的物理地址。

所以程序A中的零值指针和程序B中的零值指针指向的地方可能是完全不同的。

空指针赋值分区

这一分区是进程的地址空间中从0x00000000 到 0x0000FFFF 的闭区间(64K 的内存大小),这 64K 的内存是一块保留内存,不能被程序动态内存分配器分配,不能访问,也不能使用,保留该分区的目的是为了帮助程序员捕获对空指针的赋值。如果进程中的线程试图读取或者写入位于这一分区内的内存地址,就会引发访问违规。

为什么空指针访问会出现异常

归根结底,程序中所使用的数据都需要从物理设备上获取,即程序中的数据需要从一个真实的物理地址中读取或者写入。所以当一个指针的逻辑地址可以通过计算能够准确无误的映射到一个正确的物理地址上时,这时候数据的访问就是正确的,程序的执行也没有任何问题。如果一个指针为空指针,那么该指针所指向的逻辑地址空间位于空指针赋值分区的区间上。空指针赋值分区上的逻辑地址没有物理存储器与之对应,因而访问时就会产生违规访问的异常。

野指针

野指针不是空指针,是一个指向垃圾内存的指针。

形成原因 1.指针变量没有被初始化。

任何指针变量被刚创建时不会被自动初始化为NULL指针,它的缺省值是随机的。所以,指针变量在创建的同时应当被初始化,要么将指针设置为NULL,要么让它指向合法的内存。例如:

char* p = NULL; 

char* str = (char*)malloc(1024); 

char* p = NULL; char* str = (char*)malloc(1024); 2.指针被free或者delete之后,没有设置为NULL,让人误以为这是一个合法指针。

free和delete只是把指针所指向的内存给释放掉,但并没有把指针本身给清理掉。这时候的指针依然指向原来的位置,只不过这个位置的内存数据已经被毁尸灭迹,此时的这个指针指向的内存就是一个垃圾内存。但是此时的指针由于并不是一个NULL指针(在没有置为NULL的前提下),在做如下指针校验的时候

if(p != NULL) 

if(p != NULL) 会逃过校验,此时的p不是一个NULL指针,也不指向一个合法的内存块,造成会面程序中指针访问的失败。
3.指针操作超越了变量的作用范围。

由于C/C++中指针有++操作,因而在执行该操作的时候,稍有不慎,就容易指针访问越界,访问了一个不该访问的内存,结果程序崩溃

另一种情况是指针指向一个临时变量的引用,当该变量被释放时,此时的指针就变成了一个野指针,如下

A *p; // A为一个自定义对象  

    A a; 

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