C 語言記憶體分配三大方式：靜態區、堆疊、堆完整解析

三大分配方式對比

常見記憶體錯誤與解決方案

1. 分配失敗卻使用

int* p = malloc(n * sizeof(int));
if (p == NULL) return -1; // 必須檢查
// 或 assert(p != NULL);

2. 未初始化就引用

• 誤以為預設為 0（僅靜態/全域變數保證為 0）。
• 分配後立即 memset 或逐一賦值初始化。

3. 邊界越界（Off-by-one）

for (i = 0; i <= n; i++) a[i] = 0; // 錯誤：應為 i < n
for (i = 0; i < n; i++) a[i] = 0;  // 正確

4. 記憶體洩漏

• 每次呼叫洩漏一塊，累積耗盡記憶體導致程式突然死亡。
• 嚴格遵循「誰分配誰釋放」，配對 malloc/free、new/delete、new[]/delete[]。

5. 釋放後繼續使用（懸空指標/野指標）

free(p); 
p = NULL; // 必須置空，避免誤用

• 複雜擁有關係導致不確定是否已釋放 → 重構資料結構，明確擁有權。
• 回傳區域變數位址 → 堆疊記憶體函數結束即銷毀，嚴禁回傳。

關鍵認知釐清

• sizeof(p) 回傳的是**指標變數大小**（4/8 位元組），**非指向記憶體大小**。記憶體大小需分配時自行記錄。
• 陣列作參數退化為指標：void foo(int arr[]) 等價 void foo(int* arr)，sizeof(arr) 在函數內為指標大小。
• 指標銷毀 ≠ 記憶體釋放；記憶體釋放 ≠ 指標變為 NULL。兩者獨立。

處理「記憶體耗盡」三策略

1. 檢查 NULL 後 return 錯誤碼。
2. 檢查 NULL 後 exit(1) 終止程式。
3. 為 new/malloc 設定自訂異常處理函數（std::set_new_handler）。

現代 C++ 建議

盡量使用 std::vector、std::string、std::unique_ptr、std::shared_ptr 等 RAII 容器/智慧指標，將記憶體管理交給編譯器，從源頭消除上述錯誤。