malloc() 分配后释放的内存会怎样？答案

【问题标题】：What happens to the memory which is freed after being allocated by malloc()?malloc() 分配后释放的内存会怎样？
【发布时间】：2016-04-22 15:03:13
【问题描述】：

使用 malloc() 分配的内存在被释放后究竟会发生什么？假设我执行以下操作...

int main(){
    int * arr;
    arr=(int*) malloc(sizeof(int)*20);
    int i;
    for(i=0;i<20;i++) arr[i]=2*i+1;
    int * tmp=arr;
    for(i=0;i<20;i++) printf("%d ",*(tmp+i));
    printf("\n");
    free(arr);
    for(i=0;i<20;i++) printf("%d ",*(tmp+i));
    return 0;
}

我得到了输出...

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 
0 0 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39

为什么前两个条目会改变（而其他条目没有）？

【问题讨论】：

一旦内存被释放，它可以被重新使用。仅仅因为您自己的代码没有显式更改该内存，并不意味着 C 内部更深层次的其他内容无法执行自己的 malloc 并获取部分/全部释放的块。
如果您有时间，请阅读此stackoverflow.com/a/6445794/434551。之后理解指针会容易很多。
释放的块可能通过 free() 调用加载了堆管理元数据。
"为什么前两个条目会改变" --> 除了好奇之外，您为什么还要想知道发生了什么？为什么数据保持不变或发生变化很重要？
请注意，“未定义行为”并不意味着“随机”。它的意思是“这取决于我们不应该关心的一些代码”。是的，这个问题背后可能有一个原因，但考虑它是不合理的。

标签： c memory memory-management free

【解决方案1】：

为什么前两个条目会改变（而其他条目没有）？

TL;DR undefined behavior.

一旦您在先前由malloc() 返回的指针上调用了free()，则该指针在您的程序上下文中不再有效。尝试使用它会调用undefined behavior。

说到实际内存会发生什么，嗯，这也取决于环境。调用free() 只是通知下层（操作系统/内存管理器）可以回收和重用内存如果需要。没有强制内存位置必须被清理（归零）或类似的东西。

【讨论】：

那么内存有没有可能保持不变？
@samurdhilbk 我已经更新了我的答案，请看一下。如果您有任何疑问，请告诉我。
是的，内存很可能没有改变——为什么系统会浪费时间对它做任何事情呢？唯一重要的是它不再属于你，所以你不能使用它。

【解决方案2】：

malloc、free 和 realloc 函数管理传统上称为“堆”的内存区域。 malloc 和 realloc 选择堆的一个区域，将其标记为“正在使用”，并将指向内存的指针返回给您。 free 将内存返回到堆中，以供将来的 malloc 和 free 调用使用。

当free 将内存返回到堆中，并将其标记为不再被您的程序使用时，可能是它标记它的方式之一涉及在内存中设置位。在您的情况下，这就是您的某些数组值发生变化的原因。

（当然，你不能依赖这个。其他实现可能完全没有改变现在释放的内存。其他人可能已经完全删除了它。而且你的程序也有可能在尝试打印时崩溃释放内存后将其取出，因为您当然不应该这样做。）

【讨论】：