C 程序在释放 char * 数组中的指针后崩溃答案

【问题标题】：C program crashes after freeing the pointers in an array of char *C 程序在释放 char * 数组中的指针后崩溃
【发布时间】：2021-02-11 01:53:07
【问题描述】：

我是一名学习 C 的学生，我正在使用字符串数组和 malloc()。

我有以下代码，它应该使用动态创建的字符串加载字符串数组（静态创建）（如果我的术语与我拥有的代码不一致，请原谅/纠正我）。

问题是，一旦我去释放该内存，我会收到以下错误：free(): invalid pointer

代码如下：

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

#define RAM_SIZE 5

char* ram [RAM_SIZE];
int next_free_cell = 0;

void freeAndNullRam(){
    for (int i = 0 ; i < RAM_SIZE ; i++){
      printf("%d\n", i);
        free(ram[i]);
        ram[i] = NULL;
    }
}

int main(int argc, const char *argv[])
{
  for (int i= 0; i < RAM_SIZE; i++){
    ram[i] = (char*)malloc(sizeof(char*)*5);
    ram[i] = "aaaa";
  } 
  for (int i= 0; i < RAM_SIZE; i++){
    int empty = (ram[i] ==NULL);
    if(!empty){
      printf("%s\n", ram[i]);
    }
      
  }
  freeAndNullRam();
  for (int i= 0; i < RAM_SIZE; i++){
    int empty = (ram[i] ==NULL);
    printf("%d\n", empty);
  } 
  return 0;
}

我知道问题肯定出在freeAndNullRam() 函数中（显然），但我不明白为什么。我的理解是，在编译时，会创建一个包含 5 个指向 char 数组的指针的数组，但要真正填充数组的单元格，我需要 malloc 他们一些内存。为什么当我释放数组中的指针时程序会报错，而当我给它们内存时却没有？

谢谢！

【问题讨论】：

你不需要NULL。只需free()。一旦你free() 某物它已经死了，就像一个幽灵，你永远不应该碰它。释放后使用的错误很严重。
提示：如果有，请使用strdup()。
@tadman 我知道我不需要NULL，严格来说，但这是我正在处理的一个更大项目的一个组件，数组中的空条目用于某些事情.
提示：用有意义的名称命名变量，而不是像 ram 这样的随机垃圾，它是如此模糊以至于毫无意义。更好的选择是 names 或 entries。
@tadman 再次感谢您的帮助，我想我应该删除用于其他用途的代码部分。这是一个类，我们应该在其中模拟一个需要“ram”数据结构的操作系统。因此得名。

标签： arrays c pointers

【解决方案1】：

ram[i] = "aaaa"; 重新分配a[i] 处的指针以指向静态内存，丢弃malloc 的结果。稍后您将这些指针传递给 free，但由于它们不是 *alloc 函数的结果而失败。

使用strcpy 将字符串从静态内存复制到您分配的目的地。

strcpy(a[i], "aaaa")

【讨论】：

【解决方案2】：

这是您的代码的修改版本，使其更符合 C 语言习惯：

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

// Create an array of arbitrary size
char* alloc_array(size_t size) {
  // calloc() will give you a pre-zeroed (NULL) allocation, malloc() may not
  return calloc(size, sizeof(char*));
}

// Clears out all entries in the array, leaving only NULL
void clear_array(char* array, size_t size) {
  for (size_t i = 0; i < size; ++i) {
    // free(NULL) doesn't do anything, and is easier than a test
    free(array[i]);
    array[i] = NULL;
  }
}

// Clears, then frees the array
void free_array(char* array, size_t size) {
  clear_array(array, size);
  free(array);
}

int main(int argc, const char *argv[])
{
  // Whenever possible use local variables, not global variables
  size_t size = 5;
  char* entries = alloc_array(size);

  for (size_t i = 0; i < size; ++i) {
    // Make a copy with strdup() so this can be released with free()
    // later on. A string like "..." is static, it was never allocated.
    entries[i] = strdup("aaaa");
  } 

  for (size_t i = 0; i < size; i++) {
    // Express conditions in the if statment directly
    if (entries[i] != NULL) {
      printf("%s\n", ram[i]);
    }
  }
  
  clear_array(entries);

  for (size_t i = 0; i < size; i++) {
    printf("%d\n", entries[i] != NULL);
  }

  // Don't forget to release any allocated memory.
  free_array(entries);

  return 0;
}

您的原始代码中有很多不良习惯，您应该尽快消除这些不良习惯，以免这些东西扎根。尤其是全局变量是一个需要避免的大问题。

要记住的一件事是，除非某些东西被明确分配给malloc() 或类似calloc() 的变体，或者被赋予你的代码以理解它是以这种方式分配的，否则你不应该调用free()就可以了。

不是每个指针都是动态分配的，也不是每个动态分配的指针都是用malloc() 分配的。因此，一些 C 代码可能会非常混乱。

【讨论】：

非常感谢您的建议和代码修改。我会把建议放在心上！我当然觉得有必要改掉坏习惯。

【解决方案3】：

C 的语法强烈建议"aaaa" 是一个“字符串”。人们甚至这样谈论这种语法：他们称之为“字符串”。但"aaaa" 并非如此。它是不幸命名的字符串文字，它 not 是一个字符串 - 无论是在 C 中还是在 C++ 中。 char * 也不是字符串——它是一个指针类型的值。它用于表示字符串，但它本身不是字符串 - 甚至不接近。

您相当合理地预期"aaaa" 的行为可能与“明显”类型的任何其他右值一样。唉，虽然1 是int 类型的整数文字，"aaaa" 是指针类型const char * 的字符串文字 - 它的值不是字符串，而是指针！

就好像当你写42时，C给你一个const int *指向42。这就是“字符串”文字的作用。这就是 C 语言非常可悲的一面 :(

在 C++ 中，实际上有一个字符串类型 (std::string)，您甚至可以使用 C++11 中引入的新语法编写该类型的文字："aaaa"s 是 std::string 类型的右值* ，并且您可以完全按照您对任何其他值类型（如int）的期望分配它们。

由于您已经在思考 C++ 的一些内容，也许您可以接下来研究该语言。与 C 相比，在 C++ 中完成大量基本操作所需的工作量要少得多。

*技术上的右值引用

【讨论】：