Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 [104] 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294

Основные советы по использованию указателей

Обычно ошибку легко найти, но трудно исправить. Но это не относится к проблемам с указателями. Ошибка в указателе - чаще всего результат того, что он указывает не туда, куда должен. Когда вы присваиваете значение некорректной переменной-указателю, вы записываете данные туда, куда не должны записывать. Это называется «повреждением памяти». Порой оно приводит к ужасным крушениям системы, порой изменяет результаты вычислений в другой части программы, порой вынуждает программу неожиданно завершить работу метода, а порой вообще ничего не делает. В последнем случае ошибка в указателе как бомба с часовым механизмом - она разрушит вашу программу за пять минут до ее показа самому главному заказчику. По симптомам таких ошибок тяжело понять, что их вызывало. Поэтому самым трудоемким в процессе исправления ошибок указателя является поиск их причины.

Для успешной работы с указателями требуется двухэтапная стратегия. Во-первых, старайтесь изначально не делать в них ошибок. Проблемы с указателями так сложно обнаружить, что дополнительные превентивные меры вполне оправданны. Во-вторых, выявляйте ошибки в указателях как можно быстрее после того, как они закодированы. Симптомы ошибок в указателях настолько изменчивы, что дополнительные меры с целью сделать эти симптомы более предсказуемыми, также вполне оправданны. Вот как можно добиться этих ключевых целей.

Изолируйте операции с указателями в методах или классах Допустим, в нескольких частях программы используется связный список. Вместо того чтобы каждый раз обрабатывать его вручную, напишите методы доступа NextLinkQ, Pre-viousLinkO, InsertLinkQ и DeleteLink(). Минимизировав количество мест, в которых выполняется обращение к указателю, вы уменьшите вероятность неосторожных ошибок, распространяющихся по всей программе, на поиск которых уходит вечность. Поскольку такой код становится относительно независимым от деталей представления данных, вы также увеличиваете шансы его повторного использования в других программах. Написание методов, распределяющих память для указателей, - еще один способ централизовать управление вашими данными.

Выполняйте объявление и определение указателей одновременно Присвоение переменной начального значения рядом с местом ее объявления - как правило, хорошая практика программирования. Она обладает особой ценностью при работе с указателями. Вот как не надо делать:

Пример неправильной инициализации указателя (С++)

Employee *employeePtг; много кода

employeePtr = new Employee;

Даже если этот код изначально работает правильно, при дальнейших модификациях он подвержен ошибкам, так как существует шанс, что кто-нибудь попробует



использовать employeePtr после его объявления, но до инициализации. Вот более безопасный подход:

Пример правильной инициализации указателя (С++)

много кода

Employee *employeePtr = new Employee;

Удаляйте указатели в той же области действия, где они были созданы

Соблюдайте симметрию при выделении и освобождении памяти для указателей. Если вы используете указатель в единственном блоке кода, вызывайте new для выделения памяти и delete для ее освобождения в том же блоке. Если вы распределяете память внутри метода, освобождайте ее внутри аналогичного метода, а если в конструкторе объекта - освобождайте в деструкторе этого объекта. Метод, выделяющий память для указателя, а затем ожидающий, что клиентский код вручную его освободит, нарушает целостность, что прямиком ведет к ошибкам.

Проверяйте указатели перед их применением Прежде чем использовать указатель в критической части вашей программы, удостоверьтесь, что он указывает на осмысленную область памяти. Так, если вы ожидаете, что память распределяется между адресами StartData и EndData, у вас должно вызывать подозрение, если значение указателя меньше, чем StartData, или больше, чем EndData. Вам надо определить значения StartData и EndData в вашей системе. Эту проверку можно выполнять автоматически, если обращаться к указателям не напрямую, а через методы доступа.

Проверяйте переменную, на которую ссылается указатель, перед ее использованием Иногда вы можете выполнить корректную проверку значения, на которое ссылается указатель. Скажем, если вы предполагаете, что он указывает на целое число от О до 1000, значения больше 1000 должны вызывать у вас подозрение. Если указатель ссылается на строку в стиле С++, ее длина свыше 100 символов также может вызывать недоверие. Эти проверки тоже могут быть выполнены автоматически при работе с указателями с помощью методов доступа.

Используйте закрепленные признаки для проверки повреждения памяти

«Поле-тэг» (tag field) или «закрепленный признак» (dog tag) - это поле, которое вы добавляете к структуре исключительно с целью проверки ошибок. Когда вы выделяете память для переменной, поместите в это поле закрепленного признака значение, которое должно остаться неизменным. Используя структуру, особенно освобождая для нее память, проверяйте значение закрепленного признака. Если это поле не содержит ожидаемого значения, значит, данные были повреждены.

Удаляя указатель, измените значение этого поля. Так вы сможете выявить ошибку, если случайно попытаетесь освободить этот указатель еще раз. Например, пусть нам нужно выделить 100 байт памяти:

1. Выделите 104 байта - на 4 байта больше, чем требуется.

104 байта



2. Укажите в первых четырех байтах значение обязательного признака, а затем верните указатель на область, следующую за этими четырьмя байтами. . Установите указатель сюда

Признак

3. Когда понадобится удалить указатель, проверьте значение признака, г- Проверьте этот признак

Признак

4. Если значение признака корректно, присвойте ему О или другое значение, которое ваша программа будет считать недопустимым. Главное, чтобы его ошибочно не посчитали корректным после освобождения памяти. С той же целью заполните всю область памяти О, ОхСС или любым другим неслучайным значением.

5. В заключение удалите указатель.

Освободите все 104 байта

Размещение закрепленного признака в начале выделенного блока памяти поможет выявить попытки повторного освобождения блока. При этом вам не нужно поддерживать список используемых областей памяти. Размещение признака в конце блока позволит выявить попытки записи за допустимые границы области памяти. Для достижения обеих целей закрепленные признаки можно размещать и в начале, и в конце блока.

Вы можете использовать этот подход и для дополнительных проверок, предложенных ранее, - того, что значение указателя должно быть между адресами Start-Data и EndData. Однако, чтобы убедиться, что указатель содержит корректный адрес, вместо проверки возможного диапазона адресов следует проверять наличие этого указателя в списке используемых областей памяти.

Если вы проверите поле признака один раз - перед удалением переменной, то некорректный признак будет означать, что когда-то на протяжении жизни переменной ее содержимое было повреждено. Но чем чаще вы будете проверять этот признак, тем ближе к источнику проблемы будет обнаружено повреждение.

Добавьте явную избыточность Альтернативой полю признака будет использование двух таких полей. Если данные в избыточных полях не совпадают, вы знаете, что память была повреждена. Этот способ может потребовать большого количества дополнительного кода, если напрямую манипулировать указателями. Но если работу с указателями изолировать в методах, то дублировать код придется лишь в нескольких местах.

Используйте для ясности дополнительные переменные указателей Никогда не экономьте на переменных-указателях. Одну и ту же переменную нельзя вызвать для разных целей. Особенно это касается переменных-указателей. Довольно тяжело выяснить, какие действия выполняются со связным списком и без того, чтобы разбираться, почему одна переменная genericLink используется снова и снова и куда указывает pointer->next->last->next. Рассмотрим фрагмент:



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 [104] 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294



0.0092