free 引发的思考

最新推荐文章于 2023-07-28 18:45:49 发布

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#内存 #free #悬空指针 #野指针

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本文探讨了`free`函数在释放内存时可能导致的问题，包括重复释放同一内存区域可能导致未定义行为。作者通过实例展示了即使没有立即出现问题，也应避免多次调用`free`。文章还提醒读者在释放内存后将指针设为NULL以防止悬空指针，并区分了悬空指针和野指针的概念。

原文链接：http://blog.youkuaiyun.com/lyh__521/article/details/49539011

先看两个例子：

（1）

#include<string.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int main()
{
    char  *p;
    char  *q;
    p = (char*)malloc(20);   // 给p开辟空间
    q = p;                   // 赋值后，p与q 指向同一块内存

    free(p);                 // 释放 p 指向的内存
    printf("p=%p\n",p);      // 输出地址

    free(q);                 // 再次释放内存
    printf("q=%p\n",q);      // 输出地址

    return 0;
}

结果和预想的一样，因为对同一块内存释放了两次，所以出现了段错误
这里写图片描述

（2）
我们给中间插入一段代码：

#include<string.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int main()
{
    char  *p;
    char  *q;
    p = (char*)malloc(20);   // 给p开辟空间

    char  *p1;               // ------- 
    p1 = (char*)malloc(20);
    strcpy(p1,"hello,world");
    printf("%s\n",p1);       // -------

    q = p;                   // 赋值后，p与q 指向同一块内存

    free(p);                 // 释放 p 指向的内存
    printf("p=%p\n",p);      // 输出地址

    free(p1);                // 释放p1

    free(q);                 // 再次释放内存
    printf("q=%p\n",q);      // 输出地址

    return 0;
}

这里写图片描述

。。。运行结果颠覆了我对free的认知，还是对同一块内存free了两次但是却没出现异常，只是在中间穿插了一些别的代码而已，难道free还有其他的特性？

free

然后我查看了free的文档，介绍是这样的：
这里写图片描述

可以看到，标准里并没有明确指出 free 多次会产生什么后果，只是说对一段已经释放过的内存释放多次产生的行为是未定义的。就像上面的例子，可能有时会没问题，有时会段错误，也可能产生更严重的后果。
所以，不要以为free多次运行正常就可以这样写，要记得避免重复free.

怎么避免重复free?

上面的标准文档里明确说明：如果指针为NULL，则不会对其执行操作。所以，free 前可以判断一下，释放完一段内存后，要把指针置为NULL，这样也可以避免产生悬空指针。

就像下面这样：

#include<string.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int main()
{
    char  *p;
    p = (char*)malloc(20);   // 给p开辟空间
    strcpy(p,"hello,world");
    printf("%s\n",p);

    if(p != NULL)
    {
        free(p);
        p = NULL;
    }

    free(p);                 // 即使再次free也不会有问题
                             // 可以free空指针
    return 0;
}