有关指针的常见问题

在学习 C/C++ 的过程中，指针是一个非常重要但又容易“踩坑”的知识点。很多初学者~~（老手也一样）~~在使用指针时，经常会遇到各种各样的问题，比如野指针、悬空指针、内存泄漏、内存溢出等。这些问题不仅可能导致程序崩溃，还可能造成数据丢失，甚至带来安全隐患。

本节将带你认识指针使用中最常见的几个“坑”，并教你如何避免它们。

野指针

野指针指的是指向了一个“未知”或“不可预知”内存地址的指针。简单来说，就是指针没有被正确初始化，或者被错误地赋值，导致它指向了一个不属于你的内存区域。

举个例子：

int* p; // 只是声明了一个指针，但没有初始化
*p = 10; // ❌ 错误！会导致程序崩溃或数据异常

上面的代码中，p 没有被赋初值，它的值是随机的（内存垃圾），直接使用会让程序访问到未知的内存区域，可能会直接崩溃，或者出现莫名其妙的错误。

如何避免野指针？

指针定义时要初始化，比如设为 nullptr（C++11及以后）或 NULL（C/C++98）：
```
int* p = nullptr; // 推荐
```
只有在指针被正确赋值后（比如指向一个有效变量或动态分配的内存），再使用它。

悬空指针

悬空指针指的是指向了已经被释放的内存区域的指针。比如使用 delete 或 free 释放了内存，但指针还在使用，就会导致悬空指针。

举个例子：

int* p = new int(10); // 在堆上分配了一个 int
delete p;             // 释放了这块内存
*p = 20;              // ❌ 错误！p 已经变成悬空指针

在上面的代码中，delete p 之后，p 仍然保存着原来的地址，但这块内存已经被系统收回了。继续使用 *p 就会访问到无效的内存，导致程序崩溃或数据异常。

如何避免悬空指针？

当你用 delete 或 free 释放了指针指向的内存后，最好马上把指针设为 nullptr，避免误用：
```
delete p;
p = nullptr; // 防止悬空指针
```
不要返回函数内部局部变量的指针或引用，因为函数结束后这些变量会被销毁。

当然，最重要的还是在使用指针前仔细阅读上下文，确保指针没有在上文的某地已经被释放。

内存泄漏

内存泄漏是指程序运行过程中，分配的内存没有被释放，导致这部分内存无法再被使用，最终程序占用的内存越来越多，甚至可能导致系统卡死或崩溃。

举个例子：

void func() {
    int* p = new int(10);
    // 没有 delete p
} // p 指向的内存没有释放，造成内存泄漏

如果你多次调用 func()，每次都会分配新的内存，但 p 从来没有释放，只是一味的开辟新的空间，最终会导致内存泄漏。

如何避免内存泄漏？

动态分配的内存用完后一定要记得释放：
```
int* p = new int(10);
// ...使用 p
delete p; // 用完后释放
```
如果是 C 语言，动态分配的内存用 malloc，用完后要记得 free。
在现代 C++ 中，推荐使用智能指针（如 std::unique_ptr、std::shared_ptr），它们会自动管理内存，减少内存泄漏的风险：
```
#include <memory>
std::unique_ptr<int> p(new int(10));
// 不需要手动 delete，离开作用域会自动释放
```

内存溢出

内存溢出是指程序试图访问超出分配范围的内存空间，或者分配了过多的内存，导致系统无法满足请求。常见的情况有数组越界、无限递归、分配超大内存等。

举个例子：

int arr[5];
arr[10] = 100; // ❌ 错误！数组越界，访问了未分配的内存

或者：

while (true) {
    int* p = new int[1000000]; // 不断分配大块内存，最终会导致系统崩溃
}

如何避免内存溢出？

使用数组时要注意下标范围，不能越界。
动态分配内存时要合理控制分配的大小，避免分配过多。
递归时要设置好终止条件，避免无限递归导致栈溢出。

指针是 C/C++ 的强大工具，但也是“危险品”。只要你养成良好的习惯，注意初始化和释放，就能大大减少指针相关的错误。当然，在现代编程语言中，我们会遇到很多有关内存安全的方法，比如智能指针（C++ 中的 unique_ptr 和 shared_ptr）、垃圾回收（在 Java、Go 以及大多数脚本语言中存在）、所有权系统（存在于 Rust 为首的部分语言中）等等，都是为了帮助我们更安全地管理内存。在工程实践中，我们更加推荐使用这些现代工具，尽量避免手动管理内存，从而减少指针相关的问题。

有关指针的常见问题

野指针

悬空指针

内存泄漏

内存溢出

小结

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