结构中二维数组的可用内存

Question

我正在用 C 语言编写一个小游戏，我想用 Valgrind 对其进行测试。 这是一个小代码示例：

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

typedef struct Game {
    int** field;
} Game;

void buildfield(Game* game, int length);
void printfield(Game* game, int length);
void freefield(Game* game, int length);

int main()
{
    struct Game* game = NULL;
    game = malloc(sizeof (struct Game));
    buildfield(game, 10);
    printfield(game, 10);
    freefield(game, 10);
    free(game);
    return 0;
}

void buildfield(Game* game, int length)
{
    game->field = (int**)malloc((sizeof (int*)) * 20);
    int i;
    for (i = 0; i < 20; i++) {
        game->field[i] = (int*) malloc((sizeof (int)) * length);
    }

    for (int line = 0; line < length; line++) {
        for (int col = 0; col < 81; col++) {
            game->field[col][line] = 0;
        }
    }
}

void printfield(Game* game, int length)
{
    for (int i = 0; i < length; i++) {
        printf("\n");
        for (int j = 0; j < 20; j++) {
            printf("%d",game->field[i][j]);
        }
    }
}

void freefield(Game* game, int length)
{
    for (int i = 0; i < length; ++i) {
        free(game->field[i]);
    }
    free(game->field);
}

Valgrind 说：

HEAP SUMMARY:
==6239==     in use at exit: 968 bytes in 22 blocks
==6239==   total heap usage: 22 allocs, 0 frees, 968 bytes allocated

我为什么不释放分配？

Answer 1

“我为什么不释放分配？”

如 cmets 中所述，由于使用无法解释的值 (magic numbers) 来创建和释放内存，代码中存在额外的复杂性。由于链接中解释的原因以及其他问题，这可能会使空闲计数与分配计数的匹配变得困难。由于 Valgrind 指示在执行结束时剩余的内存块，因此调用这些中的每一个的时间不匹配。

以下是带有建议的代码，包括明确将相同数量的调用应用于free() 和[m][c]alloc() 的代码（我选择在这里使用calloc() 以避免另一个循环（或memset()）初始化内存。）

另请注意，您可能需要更改此示例用于#defines 的值以满足您的需要，但您只需在一处（文件顶部）更改它们。

typedef struct Game {
    int** field;
} Game;

void buildfield(Game *game, int length);
void printfield(Game *game, int length);
void freefield(Game *game, int length);

#define COUNT  20//replace all magic numbers 
#define LENGTH 10//(change values of #defines to change shape and size of memory)

int main(void)//use a complete prototype for main
{
    struct Game* game = NULL;//pointer needs memory
    game = malloc(sizeof (struct Game));

    buildfield(game, LENGTH);
    printfield(game, LENGTH);
    freefield(game, LENGTH);
    free(game);
    return 0;
}

void buildfield(Game *game, int length)
{   //Note - not optimal to cast return of [c][m]alloc in C (only in C++)
    game->field = calloc(COUNT, sizeof(game->field));
    int i;
    for (i = 0; i < COUNT; i++) {
        game->field[i] = calloc(LENGTH, (sizeof (game->field[i])) );
    }
}

void printfield(Game *game,int length)
{
    for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
        printf("\n");
        for (int j = 0; j < LENGTH; j++) {
            printf("%d",game->field[i][j]);
        }
    }
}

void freefield(Game *game,int length)
{
    for (int i = 0; i < COUNT; ++i) {
        free(game->field[i]);
    }
    free(game->field);
}

Answer 2

在函数 buildfield() 你已经分配了 20 块内存

game->field = (int **) malloc(sizeof(int *) * 20);

因此，您可以通过 [] 运算符访问最多的是 game->field[19] 但在循环中，程序会尝试在 game->field[19] 之前访问更多块 导致分段错误 然后程序崩溃了。无需返回 main()，更不用说到达 free() 语句了。所以这意味着你的程序从一开始就没有完成并且在中途崩溃了。

for (int line = 0; line < length; line++)
{
    for (int col = 0; col < 81; col++)  //when col becomes 20
    {
        game->field[col][line] = 0;     //this statement will try to access the non-alloted memory block when col is 20
    }
}

要检查您的程序是否在中途崩溃，请在与访问内存相关的语句末尾添加一些打印语句或使用调试器。因为这是最常见的运行时错误来源。

对于此代码，请记住最大编号。分配的内存块可以由特定指针访问，并更改标记的 for 循环的条件，以便它将在分配限制内访问内存，即 no。您使用 malloc 函数分配的块数。

这里的问题不是 free() 不工作。但是分段错误。 假设您提供的代码是您的代码的精确副本