常見錯誤

Created: November-22, 2018

指標的不正確使用通常是可能包含安全漏洞或程式崩潰的錯誤源，最常見的原因是分段錯誤。

不檢查分配失敗

記憶體分配不能保證成功，而是可以返回 NULL 指標。使用返回的值，而不檢查分配是否成功，呼叫未定義的行為。這通常會導致崩潰，但不能保證會發生崩潰，因此依賴它也會導致問題。

例如，不安全的方式：

struct SomeStruct *s = malloc(sizeof *s);
s->someValue = 0; /* UNSAFE, because s might be a null pointer */

安全方式：

struct SomeStruct *s = malloc(sizeof *s);
if (s)
{
    s->someValue = 0; /* This is safe, we have checked that s is valid */
}

在請求記憶體時使用文字數字而不是 sizeof

對於給定的編譯器/機器配置，型別具有已知大小; 但是，沒有任何標準可以定義給定型別（char 除外）的大小對於所有編譯器/機器配置都是相同的。如果程式碼使用 4 代替 sizeof(int) 進行記憶體分配，它可能在原始機器上執行，但程式碼不一定可移植到其他機器或編譯器。型別的固定尺寸應替換為 sizeof(that_type) 或 sizeof(*var_ptr_to_that_type)。

非行動式分配：

 int *intPtr = malloc(4*1000);    /* allocating storage for 1000 int */
 long *longPtr = malloc(8*1000);  /* allocating storage for 1000 long */

行動式分配：

 int *intPtr = malloc(sizeof(int)*1000);     /* allocating storage for 1000 int */
 long *longPtr = malloc(sizeof(long)*1000);  /* allocating storage for 1000 long */

或者，更好的是：

 int *intPtr = malloc(sizeof(*intPtr)*1000);     /* allocating storage for 1000 int */
 long *longPtr = malloc(sizeof(*longPtr)*1000);  /* allocating storage for 1000 long */

記憶體洩漏

未能使用 free 取消分配記憶體會導致不可重用的記憶體累積，程式不再使用該記憶體; 這稱為記憶體洩漏。記憶體洩漏會浪費記憶體資源，並可能導致分配失敗。

邏輯錯誤

所有分配必須遵循相同的模式：

使用 malloc（或 calloc）分配
用於儲存資料
使用 free 進行解除分配

不遵守這種模式，例如在呼叫 free（懸空指標）之後或呼叫 malloc（野指標）之前使用記憶體，呼叫 free 兩次（雙重釋放）等，通常會導致分段錯誤，導致程式崩潰。

這些錯誤可能是暫時的並且難以除錯 - 例如，釋放的記憶體通常不會被作業系統立即回收，因此懸掛指標可能會持續一段時間並且似乎可以正常工作。

在它執行的系統上， Valgrind 是一個非常有用的工具，用於識別洩漏的記憶體以及最初分配的位置。

建立指向堆疊變數的指標

建立指標不會延長指向的變數的生命週期。例如：

int* myFunction() 
{
    int x = 10;
    return &x;
}

這裡，x 具有自動儲存持續時間 （通常稱為堆疊分配）。因為它是在堆疊上分配的，所以只要 myFunction 正在執行它的生命週期; 在 myFunction 退出後，變數 x 被破壞。此函式獲取 x 的地址（使用 &x），並將其返回給呼叫者，使呼叫者留下指向不存在的變數的指標。然後，嘗試訪問此變數將呼叫未定義的行為。

函式退出後，大多數編譯器實際上並不清除堆疊幀，因此取消引用返回的指標通常會為你提供預期的資料。但是，當呼叫另一個函式時，指向的記憶體可能會被覆蓋，並且看起來指向的資料已被破壞。

要解決這個問題，要麼返回要返回的變數的儲存，要麼返回指向新建立的儲存的指標，要麼將有效指標傳遞給函式而不是返回一個，例如：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int *solution1(void) 
{
    int *x = malloc(sizeof *x);
    if (x == NULL) 
    {
        /* Something went wrong */
        return NULL;
    }

    *x = 10;

    return x;
}

void solution2(int *x) 
{
    /* NB: calling this function with an invalid or null pointer 
       causes undefined behaviour. */

    *x = 10;
}

int main(void) 
{
    { 
        /* Use solution1() */

        int *foo = solution1();  
        if (foo == NULL)
        {
            /* Something went wrong */
            return 1;
        }

        printf("The value set by solution1() is %i\n", *foo);
        /* Will output: "The value set by solution1() is 10" */

        free(foo);    /* Tidy up */
    }

    {
        /* Use solution2() */

        int bar;
        solution2(&bar); 

        printf("The value set by solution2() is %i\n", bar);
        /* Will output: "The value set by solution2() is 10" */
    }

    return 0;
}

遞增/遞減和解除引用

如果你寫*p++來增加 p 指出的東西，那你錯了。

在解除引用之前執行後遞增/遞減。因此，這個表示式將遞增指標 p 本身並返回 p 指向的內容，然後在不改變它的情況下遞增。

你應該寫 (*p)++來增加 p 指向的東西。

這個規則也適用於後遞減：*p-- 將遞減指標 p 本身，而不是 p 所指向的。