C语言题目与练习解析：配套《柔性数组和动态内存易错点》

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前言：

在上一篇博客内容中我们提到了四个案例，那么这四个案例的结果究竟是什么样的呢？本片我们就来仔细地分析一下他们究竟哪里有问题

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正文：

案例一

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

void GetMemory(char* p)
{
	p = (char*)malloc(100);
}
void Test1(void)
{
	char* str = NULL;
	GetMemory(str);
	strcpy(str, "hello world");
	printf(str);
}
int main()
{
	Test1();
	return 0;
}

！！！怎么报错了！

让我们仔细分析一下：

1. 从Test1（）函数入口进入以后，先是创建str这个空指针
2. 进入getmemory（）将str这个空指针赋值给形参指针变量p，然后由p开辟100个字节空间
3. 问题所在：出函数以后
   ①：地址将hello world拷贝到str这个地址处，但是这个时候str是空指针；
   ②：getmemory（）函数结束前未释放内存，也没有将开辟的空间给任何一个指针变量。

那我们想一下，如果开始时候str不是空指针呢，它指向一个能存放数据的地址，按理来说p在str指向的地址开辟了空间，就可以存放数据了

实际上这也是不合法的，因为str指向的地址虽然有了空间，但那是由p开辟的空间，也就是说什么呢？str此时此刻是一个野指针，而且getmemory（）函数结束前未释放内存，也没有将开辟的空间给任何一个指针变量，依旧有问题。

接下来我们看看怎么修改：

//改法一
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

void GetMemory(char** p)
{
	*p = (char*)malloc(100);
}
void Test1(void)
{
	char* str = NULL;
	GetMemory(&str);
	if (str != NULL)
	{
		strcpy(str, "hello world");
		printf(str);
		free(str);
		str = NULL;
	}
}
int main()
{
	Test1();
	return 0;
}
//这种改法是将str的地址传到了函数里面，p作为二级指针接收他。

//改法二
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

char* GetMemory(char* p)
{
	p = (char*)malloc(100);
	return p;
}
void Test1(void)
{
	char* str = NULL;
	str = GetMemory(str);
	if (str != NULL)
	{
		strcpy(str, "hello world");
		printf(str);
		free(str);
		str = NULL;
	}
}
int main()
{
	Test1();
	return 0;
}
//改法二是将函数内p的开辟空间在函数外赋值给了str。

案例二

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

char* GetMemory(void)
{
	char p[] = "hello world";
	return p;
}
void Test(void)
{
	char* str = NULL;
	str = GetMemory();
	printf(str);
}

int main()
{
	Test();
	return 0;
}

运行结果：

烫烫烫烫烫烫烫烫w乃

我们还是直接分析一下：

1. 进入函数GetMemory()以后，p定义一个字符串数组，这里重点注意：这个数组是作为局部变量储存在函数中的，最后虽然返回了p这个数组（即地址），但是这个时候内存已经释放了，也就是说p这个时候是一个野指针

接下来看一下怎么从这些出发点怎么来修改代码吧：

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

char* GetMemory(void) 
{
    char* p = (char*)malloc(strlen("hello world") + 1);  // +1是为了分配足够空间（含结束符'\0'）
    if (p != NULL) 
    {
        strcpy(p, "hello world");
    }
    return p;
}

void Test(void) 
{
    char* str = NULL;
    str = GetMemory();
    if (str != NULL) 
    {  
        printf("%s", str);  
        free(str);  
        str = NULL;  
    }
}

int main()
{
	Test();
	return 0;
}
//通过将字符串数组放到动态开辟的空间中，以防止局部变量销毁时p变为野指针
//当然也可以通过在char p前面添加static来让变量变为全局变量

案例三

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

void GetMemory(char** p, int num)
{
	*p = (char*)malloc(num);
}
void Test(void)
{
	char* str = NULL;
	GetMemory(&str, 100);
	strcpy(str, "hello");
	printf(str);
}

int main()
{
	Test();
	return 0;
}

运行结果：

hello

运行结果看起来很正常，但是注意代码里是使用了动态内存空间的，所以在程序结束的时候要记得释放，代码没有释放，那如果我们后来不小心用了这个str指针，会发生什么呢？

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

char* str; // 全局指针，生命周期为整个程序

void GetMemory(char** p, int num) {
    *p = (char*)malloc(num);
}

void Test(void) {
    str = NULL;
    GetMemory(&str, 100);
    strcpy(str, "hello");
    printf(str); // 输出：hello
    // 未释放内存
}

void OtherFunc() {
    // 后续不小心使用了未释放的str
    strcpy(str, "world"); // 看似正常，但存在风险
    printf("\n%s", str);  // 输出：world
}

int main() {
    Test();
    OtherFunc(); // 继续使用未释放的str
    // 始终未调用free(str)，导致内存泄漏
    return 0;
}

所以应该及时地释放内存：

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

void GetMemory(char** p, int num)
{
	*p = (char*)malloc(num);
}
void Test(void)
{
	char* str = NULL;
	GetMemory(&str, 100);
	strcpy(str, "hello");
	printf(str);
	free(str);
	str = NULL;
}

int main()
{
	Test();
	return 0;
}

案例四

void Test(void)
{
	char* str = (char*)malloc(100);
	strcpy(str, "hello");
	free(str);
	if (str != NULL)
	{
		strcpy(str, "world");
		printf(str);
	}
}
int main()
{ 
	Test();
	return 0;
}

运行结果：

world

很显然第一个错误就是一开始str未初始化，第二个错误是str未置于NULL直接再次使用他，造成明显的内存泄漏

我们直接来修正他：

void Test(void) {
    char* str = NULL;//要先置于NULL
    str = (char*)malloc(100);
    if (str != NULL) { // 检查分配成功
        strcpy(str, "hello");
        free(str);       // 释放内存
        str = NULL;      // 置空指针，避免野指针
    }
    
    if (str != NULL) {   // 此时条件为假，不会执行危险操作
        strcpy(str, "world");
        printf(str);
    }
}

好了，大家可以回顾一下四个案例，尤其是第一个和第二个，涉及到内存的使用很多

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• 本节完…