带有 C 中指针的 int 矩阵 - 内存分配混乱答案

【问题标题】：int matrix with pointers in C - memory allocation confusion带有 C 中指针的 int 矩阵 - 内存分配混乱
【发布时间】：2010-09-11 11:07:18
【问题描述】：

我在生成 int 矩阵而不造成内存泄漏时遇到了一些问题。我希望能够通过 read_matrix() 将给定的（全局）矩阵动态地制成任何大小。但是我希望以后能够释放内存。所以在我的主要方法中，第二个 printf 应该导致总线错误，因为它不应该分配任何内存。我将如何创建它？

int**       first_matrix;
int**       second_matrix;
int**       result_matrix;

int** read_matrix(int size_x, int size_y)
{
    int** matrix;
    matrix = calloc(size_x, sizeof(int*));
    for(int i = 0;i<size_x;i++) {
        matrix[i] = calloc(size_y, sizeof(int));
    }
    for(int i = 0;i<size_x;i++) {
        for(int j = 0;j<size_y;j++) {
            matrix[i][j] = i*10+j;
        }
    }
    return matrix;
}

int main(int stackc, char** stack)
{
    first_matrix = read_matrix(10,10);
    printf("9:3 %d - 4:6 %d \n", first_matrix[9][3], first_matrix[4][6]);
    free(*first_matrix);
    free(first_matrix);
    printf("9:3 %d - 4:6 %d \n", first_matrix[9][3], first_matrix[4][6]);
}

【问题讨论】：

标签： c pointers memory-management matrix

【解决方案1】：

您需要单独释放每一行：


void free_matrix(int **matrix, int size_x)
{
    for(int i = 0; i < size_x; i++)
        free(matrix[i]);
    free(matrix);
}

【讨论】：

不能在C的for循环中声明变量。

【解决方案2】：

您只释放了 first_matrix 的第一行（或列）。像这样写另一个函数：

void free_matrix(int **matrix, int rows)
{
    int i;
    for(i=0; i<rows; i++)
    {
        free(matrix[i]);
    }
    free(matrix);
}

您可能希望将矩阵制作成一个结构来存储它的行数和列数。

【讨论】：

【解决方案3】：

释放内存并不会让它消失，它只是意味着另一个分配可能会占用相同的内存块。无论你放入什么，它都会一直存在，直到有其他东西覆盖它。

另外，你并没有释放你分配的所有东西。您只释放指针数组和第一行。但是即使你正确地释放了所有东西，你仍然会有同样的效果。

如果您想创建“总线错误”，您需要指向不属于您的进程的内存。你为什么要这样做？

【讨论】：

我只是想这样做以表明内存是空闲的，但现在我知道问题出在我的想法中，由于我在 OS X 上并且想要一种方法来运行 valgrind看看我是否真的释放了它

【解决方案4】：

我建议使用 valgrind 来追踪未释放的内存，而不是试图让总线错误发生。它也适用于很多其他的东西。

山姆

【讨论】：

我在 OS X 上，所以我不能运行 valgrind，否则我会：/你知道任何在 mac 上工作的替代方案吗？

【解决方案5】：

您会出现内存泄漏，因为您要释放矩阵的第一行和行列表，但没有释放第 1 到第 n 行。你需要循环调用free。

不过，有几种选择： - 分配 sizeof(int*)rows + rowscols*sizeof(int) 字节并使用第一个字节作为行指针。这样，你只有一块内存可以释放（而且在分配器上也更容易） - 使用包含行数的结构。然后你可以完全避免行列表（节省内存）。唯一的缺点是您必须使用函数、宏或一些杂乱的符号来处理矩阵。

如果你选择第二个选项，你可以在任何 C99 编译器中使用这样的结构，并且只需要分配一个内存块（大小为 numints*sizeof(int)+sizeof(int)）：

struct matrix {
    int rows;
    int data[0];
}

【讨论】：

【解决方案6】：

仅仅因为内存已被释放并不意味着您无法访问它！当然，在它被释放后访问它是一个非常糟糕的想法，但这就是它在您的示例中起作用的原因。

请注意，free( *first_matrix ) 仅是免费的first_matrix[0]，而不是其他数组。您可能需要某种标记来表示最后一个数组（除非您总是知道释放外部数组时分配了多少内部数组）。比如：

int** read_matrix(int size_x, int size_y)
{
    int** matrix;
    matrix = calloc(size_x, 1+sizeof(int*)); // alloc one extra ptr
    for(int i = 0;i<size_x;i++) {
        matrix[i] = calloc(size_y, sizeof(int));
    }
    matrix[size_x] = NULL; // set the extra ptr to NULL
    for(int i = 0;i<size_x;i++) {
        for(int j = 0;j<size_y;j++) {
            matrix[i][j] = i*10+j;
        }
    }
    return matrix;
}

然后当你释放它们时：

// keep looping until you find the NULL one
for( int i=0; first_matrix[i] != NULL; i++ ) {
    free( first_matrix[i] );
}
free( first_matrix );

【讨论】：

似乎循环直到 matrix[i] != NULL 工作，即使我没有将最后一个指针设置为 NULL，这是巧合/其他不好的吗？
如果你分配了一个额外的指针并且没有设置它，它可能默认为 NULL，这取决于操作系统（Windows 将分配的内存归零，Unix 不会） .如果不是，你将跑出分配数组的末尾并继续释放东西，直到你碰巧碰到一个 NULL 指针或（更有可能）崩溃。
calloc 总是将内存设置为空。

【解决方案7】：

您在这里缺少的概念是，对于每个 calloc，都必须有一个 free。并且该 free 必须应用于从 calloc 传回的指针。

我建议你创建一个函数（名为 delete_matrix）它使用循环来释放您在此处分配的所有指针

for(int i = 0;i

然后，一旦完成，释放 this 分配的指针。

矩阵 = calloc(size_x, sizeof(int*));

你现在的做法，

免费（*first_matrix）；免费（first_matrix）；

不会做你想让它做的事情。

【讨论】：