[C++知识库]C++ 指针的错误用法（一）

好久没用指针了，有点晕头，随手就写了个Bug，大概长这样：

struct Object{
    int type;
};

int get_object(Object *obj)    
{
    obj = new Object;       
    obj->type = 1;
    return 0;
}    
                      
int main()
{
    Object *obj = 0;   
    get_object(obj);
    std::cout << "obj:" << obj;
}

输出是 obj:0，obj?为空，为什么呢？

************************************** 让 * 我 *? 想 * 一 * 想 ***********************************************

我们一句一句分析：

Object *obj = 0; ? ?// ①

int get_object(Object *obj) ? ? // ②
{
? ? obj = new Object; ? ?//? ③
? ? obj->type = 1;
? ? return 0;
} ? // ④
① 为局部变量 obj 分配栈空间，存储地址0

② 为形参 obj 分配栈空间 （为方便区分，记为obj1），并接收实参 obj 传递进来的数据，赋值为0

③?申请内存，并将obj1 指向该内存的首地址 ?

④?函数结束，销毁局部变量 obj1

其实 new Object 就像是申请了一块地，建了一座房子，obj 就是这座房子的钥匙，通过它可以对房里的东西做任何事情。用这个想法，我们可以把上面这段代码重新解释一遍：

① 将 obj 配为0号地址的钥匙，但注意，0号地址是受到保护、禁止访问的

② 以 obj 为模板，重新配一把钥匙 obj1，此时，obj1 也是0号地址的钥匙

③ 申请一块地，建了一座房子，将 obj1 重新制作成这座房子的钥匙

④ 丢弃钥匙 obj1

分析完很容易就发现问题的关键：此obj非彼obj，分配内存的首地址是存在 obj1 中的，与 obj 没半毛钱关系。

来验证一下我的想法：

int get_object(Object *obj)
{
    obj = new Object;
    obj->type = 1;
    std::cout << "obj address 1:" << &obj << " pointed object address:" << obj << std::endl;
    return 0;
}

int main()
{
    Object *obj = 0;
    std::cout << "obj address 0:" << &obj << " pointed object address:" << obj << std::endl;
    get_object(obj);
    std::cout << "obj address 2:" << &obj << " pointed object address:" << obj << std::endl;
}

输出为：

obj address 0:0x64fe18 pointed object address:0
obj address 1:0x64fdf0? pointed object address:0x7317b0
obj address 2:0x64fe18 pointed object address:0

main() 函数中的 obj 变量本身的地址在0x64fe18，而 get_object() 函数中的 obj 变量本身的地址在0x64fdf0。

注意，这段代码还有个大问题：get_object() 函数调用结束后，函数中的 obj 会被销毁，但这片内存还在，会造成内存泄露。

如果先 new 出一片内存A，将首地址赋值给指针 obj，再将 obj 传参给一个函数的参数 obj1，在这个函数中修改指针内容，这是可以的，因为指针 obj 和 obj1 都指向内存A，它们是两把克隆的一模一样的钥匙，通过谁都是操作的内存A。

如果一定需要用这种方法来获取一个对象，可以将实参 obj 的地址传给形参

int get_object(Object **obj)
{
    *obj = new Object;
    (*obj)->type = 1;
    std::cout << "obj address 1:" << &obj << " pointed object address:" << obj << std::endl;
    return 0;
}

int main()
{
    Object *obj = 0;
    std::cout << "obj address 0:" << &obj << " pointed object address:" << obj << std::endl;
    get_object(&obj);
    std::cout << "obj address 2:" << &obj << " pointed object address:" << obj << std::endl;
}

输出：

obj address 0:0x64fe18 pointed object address:0
obj address 1:0x64fdf0? pointed object address:0x64fe18
obj address 2:0x64fe18 pointed object address:0x6a17b0

形参obj指向实参obj的地址，*obj即为实参对象，分配内存后，将其指向首地址。

拓展阅读

• 关于NULL指针的一些问题：http://c-faq.com/null/index.html
• 使用 NULL 还是 0？

In C++, the definition of NULL is 0, so there is only an aesthetic difference. I prefer to avoid macros, so I use 0. Another problem with NULL is that people sometimes mistakenly believe that it is different from 0 and/or not an integer. In pre-standard code, NULL was/is sometimes defined to something unsuitable and therefore had/has to be avoided. That's less common these days.
If you have to name the null pointer, call it nullptr; that's what it's called in C++11. Then, "nullptr" will be a keyword.

在 C++ 中，NULL 的定义是 0，所以只有审美差异。 我更喜欢避免使用宏，所以我使用 0。NULL 的另一个问题是人们有时会错误地认为它不同于 0 和/或不是整数。 在标准前的代码中，NULL 有时被定义为不合适的东西（最近不太常见），因此必须避免。
如果必须命名空指针，则称其为 nullptr； 这就是它在 C++11 中的名称，“nullptr”将是一个关键字。

详见：https://www.stroustrup.com/bs_faq2.html#null

• 内存空间的地址划分

以32位Windows系统为例，内存空间的地址划分为：

其中，空指针赋值区和?64KB禁入区都为保留区，是受到保护、禁止访问的，操作系统并没有使用这片区域，我们将指针指向0地址，可以防止指针变成野指针。

感觉这个系列可以写不少......

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