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大家好，我是梁唐。

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危險(xiǎn)的case

指針由于能夠操作內(nèi)存，所以如果使用的時(shí)候不夠仔細(xì)，很容易引發(fā)一些意想不到的錯(cuò)誤。

C++ Primer當(dāng)中給了這樣一個(gè)例子：

int *ptr; 
*ptr = 2333; 

在這段代碼當(dāng)中我們聲明了一個(gè)int型的指針，并且將它指向了2333。然而，這里有一個(gè)問(wèn)題，我們?cè)诼暶髦羔樀臅r(shí)候并沒(méi)有進(jìn)行初始化。沒(méi)有初始化的指針并不為空，而是指向一個(gè)未知的地方。如果說(shuō)它指向的是一個(gè)常量1200的地址，我們讓它等于2333，那么之后當(dāng)我們使用1200這個(gè)常量的時(shí)候，得到的結(jié)果都是2333。

更可怕的是，整個(gè)過(guò)程非常地隱蔽，很難察覺(jué)。debug的時(shí)候會(huì)令人抓狂。

所以千萬(wàn)不要修改一個(gè)沒(méi)有初始化的指針指向的值。

指針和數(shù)字

C++ Primer當(dāng)中還給了另外一個(gè)例子，當(dāng)我們輸出指針的時(shí)候，得到的是一串十六進(jìn)制的數(shù)。那我們能不能反過(guò)來(lái)將一個(gè)十六進(jìn)制的數(shù)賦值給指針呢?

int *p; 
p = 0xB8000000; 

答案是不行，因?yàn)轭愋筒灰恢隆ｋm然我們打印指針的時(shí)候看起來(lái)得到是十六進(jìn)制數(shù)，但它的類型其實(shí)是指針類型，而不是整數(shù)類型。所以我們將一個(gè)整數(shù)賦值給一個(gè)指針是不行的，如果非要賦值，必須要進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換。

int *p; 
p = (int*) 0xB8000000; 

但是這一轉(zhuǎn)換之后顯然又出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題，我們知道0xB8000000這個(gè)地址指向哪里么?顯然不知道，自然也就說(shuō)不清改了這里的值之后會(huì)引發(fā)什么結(jié)果。

所以雖然這么做可行，但也強(qiáng)烈不建議這樣干。

new操作

前文說(shuō)過(guò)使用指針有一個(gè)非常大的好處就是可以在程序運(yùn)行的時(shí)候，動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存。其實(shí)在C語(yǔ)言當(dāng)中也有類似的功能，可以使用malloc來(lái)分配內(nèi)存。不過(guò)在C++當(dāng)中有了更好用的運(yùn)算符——new。

比如我們要?jiǎng)討B(tài)創(chuàng)建一個(gè)int類型的變量，可以這樣寫：

int *ptr = new int; 

new運(yùn)算符根據(jù)之后的類型確定需要的內(nèi)存大小，找到這樣的內(nèi)存之后，返回地址。剛好指針接收的值就是內(nèi)存地址，因此剛好可以完成這樣的賦值操作。

上面的代碼也可以寫成這樣：

int a; 
int *ptr = &a; 

這兩者有什么區(qū)別呢?表面上看沒(méi)有區(qū)別，都是創(chuàng)建了一個(gè)int類型的變量。只不過(guò)第二種寫法除了可以使用指針ptr之外，還可以使用變量名a來(lái)訪問(wèn)這個(gè)int。

但實(shí)際上這兩者的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)完全不同，我們直接通過(guò)變量名創(chuàng)建的變量它的值會(huì)被存儲(chǔ)在棧內(nèi)存當(dāng)中，而通過(guò)new創(chuàng)建的對(duì)象則被存儲(chǔ)在堆內(nèi)存當(dāng)中。棧內(nèi)存是由系統(tǒng)自動(dòng)分配，而堆內(nèi)存則是由程序員進(jìn)行申請(qǐng)使用。這兩者的內(nèi)存模型是完全不同的，我們會(huì)在之后的文章詳細(xì)地討論這點(diǎn)。目前簡(jiǎn)單來(lái)理解的話，就是堆內(nèi)存更加靈活，它的空間也更大，可以存儲(chǔ)下更大的數(shù)據(jù)。

delete操作

有了動(dòng)態(tài)創(chuàng)建，自然也就有動(dòng)態(tài)刪除，所以C++當(dāng)中有一個(gè)delete操作和new相對(duì)應(yīng)。

delete運(yùn)算符可以在變量使用結(jié)束之后，將內(nèi)存歸還給內(nèi)存池。因?yàn)楹芏鄷r(shí)候程序當(dāng)中的變量都是一次性使用或者是有生命周期的，當(dāng)生命周期結(jié)束，使命完成就沒(méi)有必要繼續(xù)占用著資源了。畢竟系統(tǒng)內(nèi)的內(nèi)存資源是有限的，尤其是在一些大型項(xiàng)目或者嵌入式系統(tǒng)當(dāng)中，內(nèi)存資源非常緊張。

delete運(yùn)算符之后跟一個(gè)指針，它會(huì)釋放改指針指向的內(nèi)存。

int *ptr = new int; 
delete ptr; 

這里面有很多坑，千萬(wàn)要當(dāng)心。首先是使用了new創(chuàng)建了內(nèi)存之后，一定要記得delete，否則這塊內(nèi)存將會(huì)永遠(yuǎn)被占用無(wú)法得到釋放，這種情況被稱為內(nèi)存泄漏(memory leak)。另外，我們不能delete一個(gè)已經(jīng)delete過(guò)的指針，這也會(huì)引發(fā)嚴(yán)重錯(cuò)誤。C++ Primer對(duì)此的描述是：什么情況都可能發(fā)生。當(dāng)然也不能再使用一個(gè)已經(jīng)被delete的指針，這會(huì)引發(fā)空指針錯(cuò)誤。

指針對(duì)于C++來(lái)說(shuō)是一把雙刃劍，像是Java、Python、Go等其他語(yǔ)言，內(nèi)存回收的工作都是由系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行的。例如Java的JVM虛擬機(jī)設(shè)計(jì)了嚴(yán)密的GC(垃圾回收)機(jī)制，程序員無(wú)須關(guān)心內(nèi)存的回收問(wèn)題，全部交給程序自動(dòng)完成。

而在C++當(dāng)中，這一過(guò)程是由程序員手動(dòng)執(zhí)行的，某種程度上來(lái)說(shuō)，這當(dāng)然非常好，程序員擁有了很高的權(quán)限以及靈活度。但同樣也是一個(gè)坑，尤其是在復(fù)雜系統(tǒng)當(dāng)中，很難準(zhǔn)確判斷delete執(zhí)行的時(shí)間。這會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的問(wèn)題，例如內(nèi)存泄漏嚴(yán)重，野指針到處飛等……