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yalefield金蟲 (文壇精英)
老漢一枚
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[交流]
【轉(zhuǎn)帖】指針是通往地獄的捷徑 已有5人參與
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作者：fera http://blog.chinaunix.net/space. ... log&cuid=376700 指針指向哪里？……毫無疑問，地獄。 半年前的某個星期，為了修改一個bug，我花了整整兩天時間。 這是一個指針的錯誤，在傳遞參數(shù)的時候，應(yīng)該傳遞一個指針而傳遞的是一個對象。因為程序流程一般執(zhí)行不到這里，這個bug一直隱藏在水下。直到我有一天，不小心讓程序執(zhí)行了這段，結(jié)果程序崩潰了（當(dāng)時我用root用戶執(zhí)行的，真幸運(yùn)沒有損壞系統(tǒng)）。有錯誤的這段代碼是一位有8年編程經(jīng)驗的同事寫的，指針的“邪惡”，可見一斑。 指針就好象一根繩子，繩子那邊是什么被擋住了，我們看不見。你永遠(yuǎn)不知道那邊是一頭牛，還是一顆手榴彈。 指針是什么？你可以把它理解成拴著東西的繩子，也可以說是某個物體的柄（handle），隨便什么，只要有助于你的理解。你的理解是對的，可惜只是一部分。 它實際上是一個無符號數(shù)，一個內(nèi)存單元的編號；一般是unsigned long，在32bit CPU上，它是32位的，64位cpu上是64位的。在匯編語言里面，direct addressing、direct addressing采用的都是這個東西，只不過在C/C++中被封裝成了指針。 現(xiàn)在我們知道了指針的本質(zhì)，那么，可以通過成員來獲得對象的首地址： #define ContainerOf(pointerToField, fieldName, ClassType) \ (ClassType *)((ulong)(pointerToField) - (ulong)((ClassType *)0->fieldName)) 也可以寫出以下語句（為了隱藏某些信息，這樣用戶只知道返回的是一個句柄handle）： typedef unsigned long ulong; typedef ulong SOME_HANDLE; SOME_HANDLE GetObjs() { A* p = new A[10](); return (SOME_HANDLE)p; } 嗯，看起來不錯，指針的功能很強(qiáng)大。代碼很優(yōu)雅，……看似很好…… 問題是，對第二段代碼，調(diào)用“h = GetObjs();”的用戶執(zhí)行了這樣的操作：++h;他的本意是將指針移動到下一個元素，可他得到的是什么？假設(shè)GetObjs返回的是 0x00000001， ++h結(jié)果將是0x00000002，而不是期待中的0x00000001 + sizeof(A)。用戶把它當(dāng)成了下一個A類對象，進(jìn)行了一些操作，于是，悲劇發(fā)生了……用戶在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)全部錯亂了，你的系統(tǒng)崩潰了。 是的，指針指向的只是一塊內(nèi)存，但是，這塊內(nèi)存合法嗎？大小是多少？屬于哪種類型？都是未知的。你會說，如果不知道這塊內(nèi)存屬于哪個類型，指針?biāo)阈g(shù)就不會正確。你錯了。指針的算術(shù)在編譯時就知道了該怎么處理，運(yùn)行時是沒有類型信息的。就是將指針移動n * sizeof(A)，而sizeof(A)編譯時就確定了。 再考慮這段代碼，把一組對象從一個數(shù)組拷貝到另一個： A ObjCopy(A * const dest, const A * const src, const int nItems) { assert(dest); assert(src); assert(nItems >= 0); while ( nItem-- ) *dest++ = *src++; return dest; } 忽略src里元素不足nItems個及dest沒有nItems個空間的因素，這個函數(shù)依然是錯誤的。因為，如果dest - src < nItems的話，從第(dest - src)開始，src中的數(shù)據(jù)將被自己首部的數(shù)據(jù)給覆蓋了。很不幸，你的數(shù)據(jù)又錯了，系統(tǒng)可能又要崩潰了……至少，你會得到錯誤的結(jié)果。 好了，這僅僅是一級指針。換成二級指針呢？ 正因為指針是程序的錯誤之源，java把對內(nèi)存的操作封裝起來，不對外提供指針，這樣就避免了剛才的那些問題。C/C++的忠實粉絲不要誤以為我在鼓吹java，我本人對于C/C++是特別鐘愛的，因為它們的靈活性。相信大多數(shù)程序員喜歡它們也是因為這個。 寫這篇文章的目的就是為了對指針的復(fù)雜性做一個說明，希望大家在使用指針的時候能夠小心。 拋磚引玉，如果有更精辟的想法，希望您能賞光貼在后面！ PS： 看了buxoman評論，覺得有必要澄清一點：對于一個指針，存在兩個對象，一個是指針本身，一個是dereference的對象。因此在讀我這篇文章時一定要搞清楚，什么時候說的是指針，什么時候說的是dereference的對象。 Copyleft (C) 2007-2009 raof01. 本文可以用于除商業(yè)外的所有用途。此處“用途”包括（但不限于）拷貝/翻譯（部分或全部），不包括根據(jù)本文描述來產(chǎn)生代碼及思想。若用于非商業(yè)，請保留此權(quán)利聲明，并標(biāo)明文章原始地址和作者信息；若要用于商業(yè)，請與作者聯(lián)系（raof01@gmail.com），否則作者將使用法律來保證權(quán)利。 |
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