使用 malloc 时两个变量的内存发生冲突

Question

我正在尝试使用 malloc 学习 C 中的内存分配，并在函数内使用 realloc 增加分配数组的大小。我遇到了这个。当我使用单个变量时，代码运行良好。但是当我为第二个变量分配内存时，它给了我奇怪的输出。

代码如下：

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

# define N 3

void padd(int *a){
    int sizes = 10*sizeof(int);
    a = (void *)realloc(a,sizes);
    a[0] = 10;
    printf("inside func= %d \n",a[0]);
}

int main()
{
    int *d;
    int *pA;
    
    int size = N*sizeof(int);
    pA = (void *)malloc(size);
    //d = (int *)malloc(size);
    
    padd(pA);
    printf("outside func= %d",pA[0]);
    
}

它给了我输出：

inside func= 10
outside func= 10

但是如果我取消注释 //d = (int *)malloc(size);行，它给了我

inside func= 10 
outside func= -1368048824

作为输出。

这里可能有什么问题？

Answer 1

如果realloc不能就地扩展一个缓冲区，它将分配一个新缓冲区，将旧缓冲区的内容复制到它，释放旧缓冲区，并返回新缓冲区的地址（或@987654322 @如果不能满足请求）；因此，a 的值可以在padd 中更改。但是，该更改仅应用于形式参数a - 实际参数pA 不受影响。

根据行为，它看起来如果你分配d，它会立即分配在pA之后，这样pA就无法扩展，所以realloc正在创建一个新缓冲区并释放旧缓冲区，并且旧缓冲区在main 中的printf 语句之前被覆盖。

您需要编写padd，以便对a 的任何更改都反映在pA 中——要么返回a 的（可能是新的）值，要么传递一个指向pA 的指针：

void padd( int **a )
{
  size_t sizes = 10 * sizeof (int); // see note 1
  int *tmp = realloc( *a, sizes ); // see note 2
  
  if ( tmp )
  {
    *a = tmp;
    (*a)[0] = 10;
    printf( "Inside func, (*a)[0] = %d\n", (*a)[0] );
  }
  else
  {
    printf ( "Inside func, realloc failed!\n" );
  }
}

你会这样称呼它

padd( &pA );

注意 1：sizeof 的类型为 size_t，而不是 int。

注意 2：由于 realloc 可能会返回 NULL，总是将结果分配给临时值并在分配回原始变量之前对其进行检查，否则您将面临丢失的风险访问您已经分配的内存。此外，对void * 的强制转换是不必要且令人困惑的，因为您将结果分配给int * 变量。除非您将此代码编译为 C++ 或在 ancient K&R C 编译器下编译，否则只需完全关闭强制转换 - 否则，您的强制转换必须与您分配的事物的类型相匹配，即在这种情况下是int *。

Answer 2

您的两个程序都有未定义的行为。

函数参数a

void padd(int *a)

是函数的局部变量，由指针pA的值初始化，在函数调用中用作函数参数

padd(pA);

你可以想象函数定义及其调用方式如下

padd(pA);

//...

void padd( /* int *a */ ){
    int *a = pA;

    int sizes = 10*sizeof(int);
    a = (void *)realloc(a,sizes);
    a[0] = 10;
    printf("inside func= %d \n",a[0]);
}

因此可以看出，在函数 padd 中更改局部变量 a 不会影响存储在指针 pA 中的值，因为该函数处理指针 pA 的值的副本.

要更改函数内的原始指针pA，您需要通过引用将其传递给函数。

在 C 中，通过引用传递意味着通过指向对象的指针间接传递对象。因此，取消引用指针，您将直接访问该对象。

函数的声明和定义方式如下

int padd( int **a ){
    int sizes = 10*sizeof(int);

    int *tmp = realloc( *a, size );
    int success = tmp != NULL;
    
    if ( success )
    {
        *a = tmp;
        ( *a )[0] = 10;
        // or **a = 10;
        printf("inside func= %d \n", ( *a )[0] );
    }

    return success;
}

并且函数可以像这样调用

if ( padd( &pA () ) printf("outside func= %d",pA[0]);

请注意，调用realloc 时应使用中间变量，因为通常该函数可以返回空指针。所以用空指针重新分配原始指针会导致指针的原始值丢失。

此外，您应该在不再需要时释放所有动态分配的内存

free( pA );

Answer 3

您应该从padd 取回新指针：

int * padd(int * a){
    int sizes = 10*sizeof(int);
    a = (void *)realloc(a,sizes);
    a[0] = 10;
    printf("inside func= %d \n",a[0]);
    return a;
}
//...
int main()
{
    //...
    pA = padd(pA);
    //...
}

或者给指针传递一个指针：

void padd(int **pA){
    int *a = *pA;
    int sizes = 10*sizeof(int);
    a = (void *)realloc(a,sizes);
    a[0] = 10;
    printf("inside func= %d \n",a[0]);
    *pA = a;
}
//...
int main()
{
    //...
    padd(&pA);
    //...
}