【正文】 第一篇：C語言程序穩(wěn)定性提高C語言程序運行穩(wěn)定性的方法一、前言由于C語言的靈活性，用C語言開發(fā)出來的程序容易造成內存泄漏、運行異常、運行結果不可預期等程序質量問題，在用C語言開發(fā)程序的過程中，必須高度重視程序質量問題，應當把提高程序穩(wěn)定性的方法加入到項目管理和開發(fā)過程中，最大限度地提高程序的穩(wěn)定性，保證項目的成功開發(fā)。在這里總結多年來的C語言開發(fā)經驗，拿出來共享以期在這方面能夠得到更多的指教。二、影響程序穩(wěn)定性的因素內存泄漏。造成內存泄漏的原因有：1)、程序有多個出口，但不能保證在每一個出口能夠完全釋放掉所有的動態(tài)內存，如函數(shù)內有多個“return”，但沒有在每一個“return”前釋放掉在原已申請但必須釋放的動態(tài)內存；2)、對于“struct”數(shù)據結構，沒有完全釋放掉每一個指向動態(tài)內存的指針，如只釋放指向“struct”數(shù)據結構指針沒有釋放“struct”體內的指針或某些指針被漏釋放；3)、對于用動態(tài)內存建立的鏈表在釋放時沒有一個一個結點去釋放； 4)、一段動態(tài)內存空間原來只被一個指針引用，但在這個指針引用另外一段內存空間的時候，該段內存沒有被釋放；5)、對于在函數(shù)內申請但必須在函數(shù)外釋放的動態(tài)內存，在對該內存使用后忽略該動態(tài)內存的釋放；6)、用戶強行退出程序，程序在退出前不能完全釋放掉所有的動態(tài)內存； 7)、程序運行過程中發(fā)生了異常導致動態(tài)內存未被釋放。程序運行發(fā)生異常。造成異常產生的原因有：1)、釋放指針時該指針為空或是一個已被釋放但釋放后未被置空的指針；2)、對于C庫中的函數(shù)，如字符串操作函數(shù)，在調用該類函數(shù)時實參為空指針或者改指針沒有指向可用的內存地址空間或者所指向的內存空間大小不足以用來實現(xiàn)當前的字符串操作；3)、對于指向一個“struct”數(shù)據結構的指針，當指針為空時使用“struct”的分體數(shù)據；4)、數(shù)組或指針發(fā)生越界操作；5)、指針指向一個已被釋放但釋放后未被置空的指針，如一個全局變量的指針，在一個地方被釋放后，但指針值未被置空，這時在另一個地方引用該指針的值時會發(fā)生異常；6)、更改定義為常量的值；7)、動態(tài)申請完一個內存后，未檢查是否申請成功就調用了該指針；8)、對于一塊連續(xù)的內存塊和“struct”數(shù)據結構在第一次使用時沒有做初始化操作。9)、在用非ASCII(如中文字符、Unicode)編碼時，若使用char*來申請空間，在用C庫中的字符串操作函數(shù)來操作，會因無法判斷字符串結束位置而產生異常。10)、指針類型強制轉換時，當強制轉換后指針指向的內存空間大于原來指針指向的內存空間時可能會出現(xiàn)異常（取決于堆或?？臻g的結構和大?。?，如把“INT12＊”強制轉換成“INT32＊”，應當盡量避免指針類型的強制轉換；11）、更改了數(shù)據結構，但代碼沒有相應更新或整個工程中相關文件沒有做相應更新；12）、申請的?？臻g或堆空間超出了系統(tǒng)的容量限制；13）、棧溢出，當函數(shù)中定義一個太大的數(shù)組時容易造成棧溢出，遞歸調用太深也容易造成棧舉出；14）、全局變量使用混亂，造成程序錯亂；16）、內存碎片太多，造成內存分配失敗而導致程序異常，如建立一個太長的鏈表容易造成大量內存碎片；17）、文件操作過于頻繁（特別是寫操作），系統(tǒng)應付不過來容易造成程序出現(xiàn)異常，這個在嵌入式系統(tǒng)中較常見。三、內存泄漏預防措施在代碼審查時，檢查函數(shù)體內的每一個“return”前是否有沒有釋放必須要釋放的指針；設計“struct”數(shù)據結構時，應當設計相應的釋放“struct”指針的函數(shù)，并確保所有的“struct”體內的指針都被釋放；對于用動態(tài)內存建立的鏈表在釋放時要一個一個結點去釋放, 對于每一個鏈表也要有相應的鏈表內存管理函數(shù)，如鏈表的釋放函數(shù)；當一個指針變量要指向另一個動態(tài)內存地址時先檢查一下該指針是否有指向另一個動態(tài)內存地址，如果有則應當考慮是否要先釋放掉原先的指向的動態(tài)內存；在調用一個函數(shù)時，對于函數(shù)的輸出值要確認值的內存空間是否是在函數(shù)內部動態(tài)申請，如果是則應當考慮是適當?shù)臅r候把它釋放掉；減少程序的出口的數(shù)目，最好是一個出口，在出口處理函數(shù)中確保釋放所有的動態(tài)內存；當用戶強行退出時，要考慮在每一個退出點是否能夠釋放所有的動態(tài)內存；釋放掉一個指針所指的內存空間后，就立即把改指針置為空；少用動態(tài)申請內存，能用數(shù)組代替的就用數(shù)組的形式；盡量減少全局變量的使用，避免指針指向的混亂；1封裝動態(tài)內存申請和釋放的底層函數(shù)，便于檢查內存泄漏問題；1把內存泄漏的檢查方法放進設計代碼中，便于發(fā)現(xiàn)內存泄漏。四、程序運行異常預防措施在釋放指針前先檢查指針是否為空；當把指針作為參數(shù)傳入C庫函數(shù)中的參數(shù)時，先檢查指針是否為空；在函數(shù)體內，當要調用指針參數(shù)時，先判斷該指針是否為空；當要調用“struct”指針數(shù)據結構中的分體時要先判斷該指針是否為空；當做指針移動操作時要考慮指針是否會發(fā)生越界；當一個函數(shù)體內可能會改變參數(shù)中的值時，要避免傳入常量形式的值，在設計函數(shù)時要盡量避免試圖去改變參數(shù)中的值；動態(tài)申請完一個內存后要先檢查是否申請成功；對于一塊連續(xù)的內存塊和“struct”數(shù)據結構在第一次使用時要做初始化操作，如申請完內存后，記得用memset清空內存；備案所有的全局變量，考慮全局變量對程序可能產生的影響，盡量少用全局變量。對于全局變量的定義最好使用“static”來申明，不讓其它模塊直接訪問該全局變量，并且設計好相應的操作該全局變量的方法函數(shù)，在定義全局變量時要充分考慮好全局變量的初始化方法和程序結束時的處理方法，對于整個工程中的全局變量要進行登記管理，登記內容包括變量名、類型名、定義位置、使用范圍、使用目的、初始化方法、程序結束時的處理方法及其它注意事項。在用非ASCII(如中文字符、Unicode)編碼時，要使用unsigned char*來申請空間，并記住申請空間大小，不要用C庫中的字符串操作函數(shù)來操作。1記得申請足夠的內存，比如，儲存年份應該是5個空間而不是4個，記得保留‘’的空間；1在函數(shù)中最好不要定義占用內存太大的局部變量，否則容易造成棧溢出，對于較大內存的使用最好是使用堆內存空間的方法。由于棧溢出這種情況比較不常見，容易被人忽視，所以在發(fā)生因棧溢出而產生問題時往往不容易被發(fā)現(xiàn)原因所在；1盡量不頻繁分配小塊的內存；1在設計遞歸調用時要考慮遞歸調用可能的深度，防止出現(xiàn)棧溢出；1不要定義太多的局部變量，如果要定義一個數(shù)組類型的局部變量，數(shù)組不要太長，以防止出現(xiàn)棧溢出；1減少讀寫文件的次數(shù)，優(yōu)化文件的讀寫方法。指針是C/C++的精華，也是最難的部分。本書中規(guī)中矩地講解了指針的概念、定義與初始化、操作等。指針的靈活性可以把大量的工作化繁為易，前提是必須首很把足夠繁的指針弄懂。聽起來有點像繞口令，事實就是這樣，你現(xiàn)在把難懂的東西弄懂了，日后可以把難事化簡，大事化小。從VB過來的人一定會熟悉“值傳遞”和“地址傳遞”這兩個概念，實際上，“地址傳遞”這種說法正是為了彌補VB沒有指針卻有類似的需要才發(fā)明的。我認為C/C++程序員要想深入理解指針，首先要拋棄這個概念。在C/C++程序中，即使在函數(shù)調用中傳遞指針，也不能說“地址傳遞”，還應該說是值傳遞，只不過這次傳遞的值有點特殊，特殊在于借用這個值，可以找到其它值。就好像我給你一把鑰匙一樣，你通過鑰匙可以間接獲得更多，但是我給你的只不過是鑰匙。我前陣子曾寫過一篇關于指針的文章，之所以寫那篇文章，是因為看到一大堆初學者在論壇上提問。通過對他們提的問題的分析，我總結了幾點。下面，首先就先引用我自己寫的《關于指針》中的片段吧（完整的文章請到我的個人主頁查找）：一、指針就是變量：雖然申明指針的時候也提類型，如：char *p1。int *p2。float *p3。double *p4。.....但是，這只表示該指針指向某類型的數(shù)據，而不表示該指針的類型。說白了，指針都是一個類型：四字節(jié)無符號整數(shù)（將來的64位系統(tǒng)中可能有變化）。二、指針的加減運算很特殊：p++、p之類的運算并不是讓p這個“四字節(jié)無符號整數(shù)”加一或減一，而是讓它指向下一個或上一個存儲單元，它實際加減的值就是它所指類型的值的size。比如：char *型指針，每次加減的改變量都是1；float *型的指針，每次加減的改變量都是4；void *型指針無法加減。還要注意的是：指針不能相加，指針相減的差為int型。正是因為指針有著不同于其它變量的運算方式，所以，在任何時候用到指針都必須明確“指針的類型”（即指針所指的變量的類型）。這就不難理解為什么函數(shù)聲明時必須用“int abc(char *p)”而調用的時候卻成了“a = abc(p)?！边@樣的形式了。三、用指針做參數(shù)傳遞的是指針值，不是指針本身：要理解參數(shù)傳遞，首先必須把“形參”與“實參”弄明白。函數(shù)A在調用函數(shù)B時，如果要傳遞一個參數(shù)C，實際是在函數(shù)B中重新建立一個變量C，并將函數(shù)A中的C值傳入其中，于是函數(shù)B就可以使用這個值了，在函數(shù)B中，無論有沒有修改這個C值，對于函數(shù)A中的C都沒有影響。函數(shù)B結束時，會將所有內存收回，局部變量C被銷毀，函數(shù)B對變量C所做的一切修改都將被拋棄。以上示例中，函數(shù)A中的變量C稱為“實參”，函數(shù)B中的變量C被稱為“形參”，調用函數(shù)時，會在B函數(shù)體內建立一個形參，該形參的值與實參的值是相同的，但是形參的改變不影響實參，函數(shù)結束時，形參被銷毀，實參依然沒有發(fā)生變化。指針也是一個變量，所以它也符合以上的規(guī)定，但是，指針存放的不僅僅是一個值，而是一個內存地址。B函數(shù)對這個地址進行了改動，改