ポインタの初期化とクリア

まずは、次の短いプログラムを見てみましょう。

  int result, a = 2, b = 5;
  result = a + b;

aとbの値を足して、resultに格納しています。その途中で、一時的にではありますが、resultに無意味な値が格納されているのが分かるでしょうか？

  int result, a = 2, b = 5;

  int result;
  int a = 2;
  int b = 5;

このように行を分けて書くと、変数resultが最初に登場したとき、初期化されていないことがよく分かります。値が確定するのは、足し算の値を代入するときです。それまでの間、resultの値は不定（どのような値が格納されているのか分からない状態）になっているということです。

  int result; /* 初期化していないので、値が不定 */
  int a = 2;
  int b = 5;
  result = a + b; /* ここで、はじめて値が確定 */

では、変数resultが初期化されるようにプログラムを修正しましょう。といっても、次のように初期値（ここでは0）を書いておくだけです。

  int result = 0; /* 初期化 */
  int a = 2;
  int b = 5;
  result = a + b;

これで、変数に不定な値が格納されることはなくなりました。

ただ、resultを0で初期化したあと、その値を一度も使うことなくa + bで上書きするというのは、少し無駄がありますね。気になるようなら、次のように手直しすればいいでしょう。

  int a = 2;
  int b = 5;
  int result = a + b;

ポインタを初期化する

次の短いプログラムを見てみましょう。ポインタ経由で、整数の値を123に書き換えています。

  int *p, n = 0;
  p = &n;
  *p = 123;

  int *p, n = 0;

  int *p;
  int n = 0;

これで、ポインタpが初期化されていないことが分かりました。pの値、つまりアドレスが不定なので、メモリー内のどこを指しているのかが分からない状態です。

  int *p; /* 初期化していないので、アドレスが不定 */
  int n = 0;
  p = &n; /* ここでアドレスが代入されて、nを指すことが確定 */
  *p = 123;

このような値が不定なポインタは、「ワイルドポインタ（wild pointer）」と呼ばれています。この例のpは、宣言されてからnのアドレスが代入されるまでの間が、ワイルドポインタになっています。

ワイルドポインタは、うっかりそのまま使ってしまうと危険です。プログラムのクラッシュや、セキュリティ上の問題を引き起こす恐れがあるためです。ポインタは必ず初期化して、不定なアドレスを指さないようにしましょう。

  int *p = 0; /* 初期化 */
  int n = 0;
  p = &n;
  *p = 123;

ここでは、0で初期化しました（NULLと書いても同じです）。これによりpに不定なアドレスが格納されるのを避けつつ、「メモリー内のどこも指していない」という意味をもたせています。

なお、pを0で初期化したあと、その値を一度も使うことなくnのアドレスで上書きするのは少し無駄ですね。ここは、次のように手直ししてもいいでしょう。

  int n = 0;
  int *p = &n;
  *p = 123;

使い終わったポインタをクリアする

次のプログラムでは、メモリーを一時的に確保して、そこに123という値を格納しようとしています。でも、ポインタが「宙ぶらりん」になってしまっています。

  int *p = malloc(sizeof(int));
  free(p);
  *p = 123;

最初の行では、malloc()でメモリーを確保して、そのアドレスをポインタpに格納しています。このポインタを経由してメモリーに123を格納したいのですが、その前にfree()でメモリーを解放してしまっていますね。

解放されたメモリーは、もうプログラムの管理下にはありません。ところが、pにはまだ解放する前のアドレスが残っています。つまり、引き続き安全に使うことのできない、無効なメモリーを指してしまっている状態です。

ダングリングポインタは、メモリーが解放されたときに発生します。そして、メモリーが解放されると同時に使い終わったはずのポインタが、そのままの状態で残ってしまうことが問題です。

この問題を回避するには、使い終わったポインタを、もう使えない状態にすればいいですね。次のように、0（NULL）を代入してクリアしてしまいましょう。

  int *p = malloc(sizeof(int));
  free(p);
  p = 0; /* 使い終わったのでクリア */
  *p = 123;

上の例では、pをクリアしたあとに使おうとしているため、実行するとクラッシュするはずです。しかし、これはポインタをクリアしていること自体が間違っているわけではありません。もともと潜伏していたダングリングポインタのバグが、ポインタのクリアによって表面化したのです。

では、正しく動作するように修正しておきましょう。今回は、次の2点を修正すればいいでしょう。

• malloc()を呼び出したあと、メモリーを確保できたかどうかチェックしていない
• free()の呼び出しと、123を格納する処理の順序が逆

  int *p = malloc(sizeof(int));
  if (p) {
    *p = 123;

    free(p);
    p = 0;
  }

  int *p = malloc(sizeof(int));
  if (p) {
    *p = 123;
  }

  free(p);
  p = 0;