C++ メモリセーフ プログラミングの実践: メモリ リークと不正アクセスを回避する

C は強力なプログラミング言語ですが、ポインターと配列の性質により、メモリ管理とメモリの安全性がより複雑になります。この記事では、C でのメモリ リークと不正アクセスの問題を回避する方法を説明し、いくつかのベスト プラクティスの提案を提供します。

1. メモリ リークの問題

メモリ リークとは、プログラムの実行中に割り当てられたメモリが正しく解放されず、メモリ空間が常に占有されてしまうことを意味します。システムのパフォーマンスの低下やクラッシュにつながります。 C では、プログラマが手動でメモリの割り当てと解放を行う必要があるため、メモリ リークがよく発生します。

メモリ リークの問題に対処するには、次の対策を講じることができます:

1. スマート ポインターを使用する

スマート ポインターは特別なタイプのポインターです。 、およびそのオーバーロード オペレーターを使用すると、手動でメモリーを解放することなく、ポインターが指すメモリーを自動的に管理できます。 C 11 標準では 2 種類のスマート ポインタが導入されました:

• unique_ptr: メモリの一部を指すスマート ポインタは 1 つだけです。ポインタはコピーまたは移動できません。一般的に使用されます。ポインタの所有権を譲渡します。
• shared_ptr: 参照カウントを使用してメモリのインテリジェントな管理を実現し、複数のスマート ポインタが同じメモリを指すことができます。

2. RAII テクノロジを使用する

RAII (Resource Acquisition Is Initialization) テクノロジは、C で一般的に使用されるメモリ安全プログラミング テクノロジです。 object は、リソース アプリケーションを使用して必要なメモリを取得し、オブジェクトのライフ サイクルの終了時にすべてのリソースを自動的に解放します。これにより、リソースが正しく解放されることが保証されます。

たとえば、 std::vector を使用して動的配列のメモリを管理すると、要求されたメモリがデストラクタで自動的に解放されます。

3. メモリの手動解放を避ける

手動で割り当てられたメモリの場合、プログラム内でいつでも正しく解放できるようにする必要があります。ただし、実際には、手動でメモリを解放するとエラーが発生しやすいことがわかります。したがって、手動でのメモリの割り当てと解放は避け、スマート ポインタまたは RAII テクノロジを使用してメモリを管理することをお勧めします。

2. 不正アクセスの問題

不正アクセスとは、プログラムが未割り当てまたは解放されたメモリ領域にアクセスしようとすることを意味し、この状況によりプログラムがクラッシュしたり、未定義の動作が発生したりすることがあります。 Cではポインタの存在により不正アクセスが非常に起こりやすいです。

不正アクセスの問題に対処するには、次のような対策を講じることができます:

1. null ポインターを避ける

ポインターを使用する前に、必ず次のことを確認してください。ポインタが null かどうか。そうでない場合、ポインタにアクセスするときに重大な問題が発生します。

たとえば、ポインターに対応するオブジェクトを削除する前に、ポインターが null かどうかを確認する必要があります:

if(ptr != NULL)
{

delete ptr;
ptr = NULL;

}

2. 定数参照を使用する

定数参照を使用してパラメータを渡すと、渡されたパラメータが関数内で変更されないようにすることができます。不正アクセスを防ぐ効果的な方法です。

たとえば、同じオブジェクトのアドレスを異なる関数に渡す場合、定数参照を使用できます:

void func1(const MyClass& obj)
{

// 只读操作

}

void func2(const MyClass& obj)
{

// 只读操作

}

3. 境界チェックを使用する

境界チェックを使用して検証するプログラムが境界を越えてメモリにアクセスするかどうか。 C の STL ライブラリは、std::vector、std::deque、std::array など、境界チェックを備えた安全なコンテナを提供します。

たとえば、STL で std::vector を使用する場合、at() 関数を使用して境界チェックを実行できます:

std::vector vec{1, 2, 3 };

try {

int val = vec.at(10); // 越界异常

} catch (std::out_of_range& ex) {

// 处理越界异常

}

概要

メモリC ではリークや不正アクセスがよく問題になりますが、これらの問題を解決するためにいくつかの対策を講じることができます。スマート ポインターと RAII テクノロジーを使用してメモリを管理すると、メモリ リークのリスクを効果的に回避できます。ポインタを使用してメモリにアクセスする場合、null ポインタと不正なアクセスは回避する必要があります。これは、定数参照や境界チェックなどの手法によって実現できます。コードを記述するときは、コード メモリの安全性を確保し、プログラムの安定性と堅牢性を高めるために、適切なプログラミング習慣を身に付ける必要があります。

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