C 释放检查不起作用

Question

我已经编写了一个方法来释放我的结构。现在我有一个问题。当我调用这个方法两次时，它给我一个错误。但我确实检查了我的结构中是否有某些内容，所以我不知道它怎么可能给我错误。

我的结构:

typedef struct {
    int num_rows;
    int num_cols;
    int** data;
} matrix;

我的免费方法:

void free_matrix(matrix* m){
    int i;
    for(i=0;i<m->num_rows;i++){
        if(m->data[i]!=NULL){
            free(m->data[i]);
        }
    }
    if(m->data!=NULL){
        free(m->data);
    }
}

额外方法:

void fill_matrix_a(matrix* m){
    m->data[0][0] = 1;
    m->data[0][1] = 0;
    m->data[0][2] = 2;
    m->data[1][0] = 0;
    m->data[1][1] = 3;
    m->data[1][2] = 1;
}

void fill_matrix_b(matrix* m){
    m->data[0][0] = 0;
    m->data[0][1] = 3;
    m->data[1][0] = 2;
    m->data[1][1] = 1;
    m->data[2][0] = 0;
    m->data[2][1] = 4;
}

void init_matrix(matrix* m, int num_rows, int num_cols){
    int i;
    m->num_cols = num_cols;
    m->num_rows = num_rows;
    m->data = (int**) calloc(num_rows,sizeof(int*));
    if(m->data==NULL){
        printf("%s\n", "ERROR: probleem bij geheugenallocatie.");
        exit(1);
    }
    for(i=0;i<num_rows;i++){
        m->data[i] = (int*) calloc(num_cols,sizeof(int));
        if(m->data[i]==NULL){           /* THE PROGRAM SAYS THIS IS TRUE BUT IT ISN'T BECAUSE I ALREADY FREED THE DATA OF B!! */
            printf("%s\n", "ERROR: probleem bij geheugenallocatie.");
            exit(1);
        }
    }
}

给我一​​个错误的方法:

void ex_1_matrix_operations(){
    matrix a,b,c;

    /* init a(2,3) and fill with elements */
    init_matrix(&a,2,3);
    fill_matrix_a(&a);
    print_matrix(&a);

    /* init b (default) and fill with elements */
    init_matrix_default(&b);
    fill_matrix_b(&b);
    print_matrix(&b);
    free_matrix(&a);
    free_matrix(&b);

    /* create unity matrix */
    init_identity_matrix(&a,2);
    print_matrix(&a);
    free_matrix(&a);
    free_matrix(&b); /* THIS IS WHERE MY ERROR OCCURS*/
}

Answer 1

您为 a 调用了两次 free_matrix，为 b 调用了两次。对于a，您首先分配内存，然后释放它，按照这个顺序，您执行这些操作两次；然而，对于b，您先分配然后释放，然后在不再次分配的情况下尝试释放，这会导致崩溃。

调用free来释放分配的内存，不会将指向它的指针设置为NULL，这必须手动完成。如果不这样做，指针就会变成 dangling pointer即指向进程无法读取(不可访问)的某个位置的指针。为了避免这种情况，使用辅助函数来释放内存并将指针设置为 NULL 的情况并不罕见。

void free_data(void **pp)
{
    if (pp && *pp)
    {
       free(*pp);
       *pp = NULL;
    }
}

虽然检查指针是否非空是完全有效的，但从语言的角度来看，取消引用它是未定义的行为(UB)。调用free会要求C运行时库尝试执行此操作，从而根据语言规范进入UB区域；对于 C 运行时，它将尝试访问不再属于进程的内存，从而崩溃，因为操作系统会引发某种形式的访问被拒绝错误，例如Linux 会将此称为(以及其他)Segmentation Fault ，而 Windows 会显示访问冲突。

顺便说一句，有些人认为将释放的指针设置为 NULL 并不是一个好的做法，因为它掩盖了双删除错误。假设您将释放的指针设置为NULL，并且在其他地方使用相同的指针调用free，即您实际上会调用free(NULL);。这是传递给 free 的有效参数，它不会执行任何操作，因此永远不会让世界知道刚刚发生了双重删除。如果未将其设置为 NULL，则在尝试释放已释放的位置时，第二次调用 free 会引发访问冲突错误，从而导致双重删除错误为人所知。