释放单链表的内存时出现无效的 free() 错误答案

【问题标题】：Invalid free() error when freeing memory of a singly-linked list释放单链表的内存时出现无效的 free() 错误
【发布时间】：2021-07-09 01:26:16
【问题描述】：

在 C 中，我试图释放单链表中的所有内存，其结构为：

typedef struct node {
  char *data;
  int weight;
  struct node *next;
} Node;

最后一个元素的下一个字段为NULL。每个节点及其数据字段都是动态分配的。到目前为止，我的功能是：

void free_list(Node *const list) {
  Node *current = list;
  Node *temp;

  while (current != NULL) {
    temp = current;
    current = current->next;

    free(temp->data);
    free(temp);
  }
}

当我在 valgrind 上运行我的一项测试时，我可以看到所有堆块都被释放，所以肯定没有内存泄漏，这是目标。然而，valgrind 给我一个Invalid free() 错误，我不知道为什么。奇怪的是，当我删除free(temp) 行时，此错误消失了，但我现在正在泄漏内存。所以这条线既是必要的，也是有问题的。我哪里出错了？

添加更多代码以制作可重现的示例。

节点被添加到列表中：

unsigned int add(Node *const head, const char new_data[], unsigned int weight) {
  Node *current = head;
  Node *new_node = malloc(sizeof(Node));
  char *new_data_copy = malloc(strlen(new_data) + 1);

  strcpy(new_data_copy, new_data);

  /* this loop moves the current pointer to the point where the new element
  should be inserted, since this is a sorted list. */
  while (current->next != NULL && current->next->weight < weight) {
    current = current->next;
  }

  new_node->data = new_data_copy;
  new_node->weight = weight;
  new_node->next = current->next
  current->next = new_node;

  return 1;
}

列表总是在我调用任何东西之前初始化，数据、权重和下一个字段的值为NULL、-1和NULL。

如您所见，列表是从最低重量到最高重量的顺序。我可能需要解决更多错误，这就是为什么我试图减少问题以将我的特定问题与 valgrind 隔离开来。

编辑：valgrind 向我展示了 12 个分配和 13 个释放，所以某处有一个游离的游离...

编辑 2：头部是如何产生的？主要是声明Node head，然后调用initialize(&head)。

void initialize(Node *const head) {
  head->data = NULL
  head->weight = -1;
  head->next = NULL
}

一个主要的

#include "structure.h"
int main(void) {
  Node head;
  char *data[] = {"A","B","C","D","E","F"};
  int weight[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
  int i;

  initialize(&head);

  for (i = 0; i< 6; i++) {
    add(&head, data[i], weight[i]);
  }

  free_list(&head);
  return 0;
}

【问题讨论】：

以后，在添加详细信息时，请编辑您现有的问题，而不是删除它以发布新问题。如果它已关闭，其他用户可以在您编辑后重新打开它。但是删除和重新发布问题以绕过关闭可能会被禁止。
但这不是minimal reproducible example，直到有一个代码块我可以粘贴到文件中，编译，运行，然后查看错误。这意味着main 函数、标题等，以及必要的输入文件（如果需要）。
明白了
大胆猜测：头节点是如何创建的？ free_list 函数假定它是 malloced：是吗？
您正在调用free_list(&head)，最终调用free(&head)，但head 已分配在堆栈上。

标签： c valgrind free singly-linked-list

【解决方案1】：

free 仅适用于使用malloc 在堆上分配的东西。如果你在堆栈上分配一些东西，它的内存会为你管理。

可能发生了这样的事情。

// The first Node is allocated on the stack
Node list = { .data="test", .weight=23 };

// The rest are heap allocated.
add(list, "new", 42);

// free_list calls free() on all of them
free_list(list);

您可以通过提取代码以从add 创建新节点来避免这种情况。

Node *new_node( const char *data, int weight ) {
    Node *node = malloc(sizeof(Node));
    node->data = strdup(data);
    node->weight = weight;
    return node;
}

然后这个可以用来初始化列表，也可以传入add。这使得确保每个节点都在堆上分配更容易。并且它使 add 更有用，它可以添加任何现有的节点。

Node *add(Node *current, Node *new_node) {
  while (current->next != NULL && current->next->weight < weight) {
    current = current->next;
  }

  new_node->next = current->next;
  current->next = new_node;

  // Might be useful to know where the node was added.
  return current;
}

Node *list = new_node("test", 23);
add(list, new_node("new", 42));
free_list(list);

（我正在打电话，如有任何错误，我深表歉意。）

【讨论】：