Каковы основные проблемы, связанные с использованием указателей в C/C++?

• Висячие указатели (dangling pointers): Указывают на освобожденную память. При попытке разыменования приводят к неопределенному поведению (crash, corrupted data).
• Утечки памяти (memory leaks): Память выделена, но перестает быть доступной (указатель потерян), и не может быть освобождена. Накапливаются, приводят к исчерпанию ресурсов.
• Неправильная инициализация: Указатель не инициализирован или инициализирован некорректным адресом, что приводит к неопределенному поведению при разыменовании.
• Разыменование нулевого указателя: Попытка получить доступ к памяти по адресу nullptr. Приводит к сегментационной ошибке/исключению.
• Ошибки арифметики указателей: Выход за границы выделенной памяти при использовании инкремента/декремента или смещения.
• Неправильное приведение типов указателей: Приведение указателя одного типа к другому, если типы несовместимы или структура данных не соответствует ожидаемой.
• Двойное освобождение памяти (double free): Попытка освободить один и тот же блок памяти более одного раза. Приводит к неопределенному поведению, может повредить внутренние структуры менеджера памяти.
• Отсутствие владения (ownerhip) памятью: Неясно, какая часть кода отвечает за освобождение выделенной памяти.
• Небезопасные функции работы со строками: Функции вроде strcpy, strcat не проверяют границы буфера, что может привести к переполнению буфера и уязвимостям.

Для mitigate этих проблем в C++ используются смарт-указатели (unique_ptr, shared_ptr, weak_ptr), RAII, контейнеры стандартной библиотеки (векторы, списки).

// Пример висячего указателя
int* ptr = new int(10);
// ... использование ptr
delete ptr; // освободили память
// ptr все еще указывает на освобожденную область
// int value = *ptr; // Неопределенное поведение

// Пример утечки памяти
void create_leak() {
    int* leak_ptr = new int(20);
    // Указатель leak_ptr выходит из области видимости без delete
} // Память, выделенная new, не освобождена