如何释放从另一个函数返回的 char*？答案

【问题标题】：How to free a char* that is being returned from another function?如何释放从另一个函数返回的 char*？
【发布时间】：2014-05-08 11:18:49
【问题描述】：

假设我们有以下场景。

char* halfString(char* input) {
    char* output = malloc(strlen(input));
    int i = 0;
    for(i = 0; i < strlen(input); i++)
        output[i] == input[i];
    output[i] = '\0';
    return output;
}

int main() {
    char* input = "Hello";
    char* output = halfString(input);
    printf("%s\n",output);
    free(output);
}

调用“free(output)”是否会释放 main 本地的 char* 输出的内存并释放 halfString() 本地的 char* 输出的内存？或者 halfString() 本地的 char* 输出是否仍然存在内存泄漏？

感谢任何帮助。

【问题讨论】：

您可能还想实际分配足够的空间。您目前是一个 char 短。 strlen()，您应该只调用一次并保存到本地以用于您的枚举，返回长度没有终止符。你的数学应该使用strlen(input)+1。

标签： c memory-leaks malloc free

【解决方案1】：

您似乎混淆了两个相关的项目：缓冲区和指针。缓冲区是一块内存，在您的问题的上下文中，它是使用malloc() 分配的。指针是相关的，因为它指向一个缓冲区，但它不是缓冲区本身。

在您的halfString() 函数中，您分配一个缓冲区，并将该缓冲区的地址（指向）存储在本地output 中。然后将其返回给调用者main()，巧合的是指向同一个缓冲区的同名变量。

现在，在main() 中，当您free(output); 时，您不是在释放指针，而是在释放指针指向的缓冲区。分配缓冲区的位置无关紧要，重要的是分配了缓冲区（并且尚未释放）。在这个调用之后，你的 main 函数的 output 变量仍然存在，并且它仍然有一个曾经是有效缓冲区的地址——但是这个缓冲区当然不能被使用，因为它不再有效。

现在关于您的问题“是否存在内存泄漏？” -- 你已经 malloc 了一个缓冲区，然后你释放了同一个缓冲区，所以没有链接。始终正确地将 malloc 与 free 配对，这样您的状态就会很好。

【讨论】：

【解决方案2】：

代码大部分是正确的，因为malloc() 将内存放在堆上，free() 释放它。从哪个函数调用它们并不重要。

也就是说，有一个重要的错误：

char* output = malloc(strlen(input) + 1); // Don't forget +1

strlen() 函数返回字符串中的字符数，不包括终止符。

这些错误通常可以通过使用 Mudflap（如果使用 GCC，使用 -fmudflap 编译）和 Valgrind 等特定工具自动捕获。

算法复杂度

代码的算法复杂性存在问题，启用优化后，使用好的编译器可能会消失。

for(i = 0; i < strlen(input); i++)

这将调用strlen()，即O(N)，它会调用strlen() O(N) 次，给出O(N²) 的渐近性能。我们可以做得更好，这里有两个修复：

// Version 1
size_t i, n = strlen(input);
for (i = 0; i < n; i++)
    ...

// Version 2
size_t i;
for (i = 0; input[i] != '\0'; i++)
    ...

【讨论】：

【解决方案3】：

没有内存泄漏。系统知道有多少内存与指针相关联，并且由于您无法释放使用 malloc 分配的内存块的一部分，因此它将全部释放。

【讨论】：

【解决方案4】：

没有内存泄漏。

不过，您似乎对堆分配的工作原理感到困惑。这里只分配了一个内存块，它对于halfString() 或main() 都不是“本地”的。分配的块存在于堆中，并且不局限于特定的代码块。

malloc() 返回一个指向它的指针。然后将该指针返回到main()，但指针的值仍然相同：它指向内存中的相同地址，相同的堆块。 main() 然后正确释放它。

作为设计考虑，这通常不是最好的做法。一般来说，调用者不一定知道halfString()返回的指针指向一个用malloc()分配的块并且他们需要free()它。这必须非常清楚和仔细地记录下来。更好的解决方案可能是提供一个 freeHalfString() 函数来进行释放；那么从维护的角度来看，这两个函数可以放在同一个地方并同时维护，这样调用者就不需要担心缓冲区是如何分配的，或者如何释放它。

（正如其他人指出的那样，您还存在缓冲区溢出，因为您需要分配 strlen(input) + 1 字节以包含 NULL 终止符。）

【讨论】：

【解决方案5】：

此代码将正常工作（如果其他人提到的非同一个错误已修复）。 main 中的调用将释放halfString 中分配的内存。

没有“主输出的本地内存”。 main 的本地是输出指针，它分配在堆栈上，当 main 退出时将超出范围。

【讨论】：

【解决方案6】：

free() 将释放被调用函数本身分配的内存。它不是任何函数的本地函数，因为 malloc allocates memory on heap.
您称为 local memory 的内容位于 stack 上，当函数返回时将被释放。
那么使用malloc 完成的分配是在heap 上进行的，并且您使用的过程将释放在被调用函数中分配的内存。

【讨论】：