无论返回码如何，都在循环中释放内存

Question

我有以下 C 伪代码：

int main()
{
    int rc = 0;

    for (int i = 1; i < 10; i++) {
        char *data = malloc(i); // Each iteration has a different alloc size

        rc = do_something(data);
        if (rc != 0) goto cleanup;

        rc = do_something_else();
        if (rc != 0) goto cleanup;

cleanup:
        free(data);
        if (rc != 0) break;
    }
    return rc;
}

如果被调用的函数返回错误，我想模拟 Python 的 try...finally 模式，但前提是必须进行一些必要的清理工作。

到目前为止，代码对我来说看起来不错，但我是 C 新手。是否有不同的模式可以避免 free 之后重复的 rc != 0 测试？ （我知道有些人认为goto 无条件错误，但我认为这是我为这种情况找到的最干净的解决方案。）

Answer 1

在您展示的特定代码/案例中，您可以通过使用 realloc 函数而不是 malloc 来消除任何类型的每个循环清理的需要。这将简单地用一个新的块（不同大小）替换在前一个循环（如果有的话）上分配的内存。然后，您可以简单地将任何清理（即调用 free）推迟到循环之外。

当发生错误时，您仍然可以使用break 语句退出循环；或者，如 cmets 中所述，您可以在循环条件中添加 rc != 0 测试。

这里有一些 C 代码，可以按照我的指示进行操作（当然，您需要两个调用函数的实际定义才能使其工作）：

#include <stdlib.h>
int do_something(char* data);
int do_something_else(void);

int main()
{
    int rc = 0;
    char* data = NULL;
    for (size_t i = 1; i < 10; i++) {
        char* temp = realloc(data, i); // If "data" is NULL (1st loop) -> same as malloc
        if (temp == NULL) { // Allocation failure...
            // Error message
            break;
        }
        data = temp; // Succesfull allocation, so update "data" pointer

        rc = do_something(data);
        if (rc != 0) break;

        rc = do_something_else();
    }
    free(data); // We now only have to do the cleanup once (calling with NULL is allowed).
    return rc;
}

请随时要求进一步澄清和/或解释。

Answer 2

您可以在循环外声明变量。然后，只要你释放它，就将变量设为空，并在循环后检查它。

    char *data = NULL;
    for (int i = 1; i < 10; i++) {
        data = malloc(i); // Each iteration has a different alloc size

        rc = do_something(data);
        if (rc != 0) break;

        rc = do_something_else();
        if (rc != 0) break;

        free(data);
        data = NULL;
    }
    if (data) {
        free(data);
    }

Answer 3

在需要资源管理并且需要执行一组检查的情况下使用这种模式（goto）是可以的，而每次失败都需要停止流并执行所需的清理。

在我看来，为了使代码更简洁，将rc != 0 条件放在for 循环中：

int rc = 1;
for (int i = 0; i < 10 && rc != 0; i++)
{
    ...

在这种情况下，您根本不需要break，因为一旦将rc 与0 进行比较，循环就会停止。我还建议检查malloc 的结果：

int foo(void)
{
    int rc = 1;

    for (int i = 1; i < 10 && rc != 0; i++) {
        char *data = malloc(i); // Each iteration has a different alloc size
        if (!(rc = !!data)) goto cleanup;

        rc = do_something(data);
        if (rc != 0) goto cleanup;

        rc = do_something_else();
        if (rc != 0) goto cleanup;

cleanup:
        free(data);
    }

    return rc;
}

请注意，free NULL 指针是完全合法的。

Answer 4

根据我的经验，对于这种 C 语言中的错误处理问题，很少有真正简单的解决方案。

你可以做这样的事情，但如果这真的更好，这是有争议的。

int main()
{
    int rc = 0;

    for (int i = 1; i < 10; i++) {
        char *data = malloc(i); // Each iteration has a different alloc size

        rc = do_something(data);
        if (rc != 0) goto cleanup;

        rc = do_something_else();
        if (rc != 0) goto cleanup;
        
        free(data);
        continue;

cleanup:
        free(data);
        break;
    }
    return rc;
}