C/C++ 經典編程練習：數組與指針常見錯誤深度剖析

C/C++ 經典編程練習：數組與指針常見錯誤深度剖析

指針與數組交互是 C/C++ 初學者最易踩坑的領域。本文通過一個經典錯誤代碼，層層剖析內存洩漏、野指針、釋放錯誤等核心問題，並給出正確寫法與最佳實踐。

錯誤代碼示例

int main() {
    char a[] = { "I am a bad boy" };
    char *pA = new char[sizeof(a)];
    pA = a;                    // 錯誤關鍵點
    for (size_t i = 0; i < sizeof(a); ++i) {
        std::cout << *pA << std::endl;
        ++pA;                  // 修改堆內存指針
    }
    delete[] pA;               // 崩潰點
    pA = NULL;
    return 0;
}

三大核心錯誤剖析

1. 指針賦值導致內存洩漏 + 丟失堆內存控制權

char *pA = new char[sizeof(a)];  // ① 在堆上分配內存，pA 指向堆起始地址
pA = a;                          // ② pA 被改指向棧上數組 a，堆內存地址丟失 → 內存洩漏

本意是拷貝字符串內容，實際卻只是改變指針指向。堆內存無法被釋放，造成洩漏。

2. 遍歷過程中修改堆內存基址指針

++pA;  // 循環中不斷移動指針

指針最終指向棧數組 a 的結尾（空字符處），而非堆內存起始地址。

3. 釋放非堆起始地址導致未定義行為（崩潰）

delete[] pA;  // pA 已非 new 返回的地址 → 堆損壞、程序崩潰

delete[] 必須傳入 new[] 返回的原始地址，否則行為未定義。

正確代碼實現

int main() {
    char a[] = "I am a bad boy";
    char *pA = new char[sizeof(a)];      // 分配堆內存
    strcpy(pA, a);                       // 正確拷貝內容（含結束符）
    
    for (size_t i = 0; i < sizeof(a); ++i) {
        std::cout << *(pA + i);          // 使用指針偏移，不修改 pA 本身
    }
    
    delete[] pA;                         // 釋放原始堆地址
    pA = nullptr;
    return 0;
}

關鍵最佳實踐總結

補充：為什麼 std::string 支持賦值？

std::string 重載了 operator=，內部實現深拷貝（分配新內存、拷貝內容、更新長度），屬於類封裝行為，原始指針不具備此能力。初學者切勿混淆。

避坑口訣

1. new[] 必配 delete[]，縱使編譯器不報錯，UB 終將爆雷。
2. 指針基址如命根，遍歷用偏移，釋放才安穩。
3. 分配大小記得加一，空字符缺了字符串函數全瞎眼。
4. 拷貝內容用 strcpy，指針賦值只會洩漏又崩潰。

掌握內存所有權轉移與指針算術的本質，是從 C/C++ 初學者進階為可靠系統程序員的關鍵一課。