函数返回后，函数中分配的内存是否仍保持分配状态？答案

【问题标题】：Does memory allocated in a function still stay allocated after the function returns?函数返回后，函数中分配的内存是否仍保持分配状态？
【发布时间】：2014-10-23 10:45:11
【问题描述】：

对于下面的代码： (1) “main”调用函数“f1”。 (2) 函数“f1”进行一些数字运算；使用 malloc 创建一个“char”数组，然后将该数组的指针返回给主数组（不取消分配-释放-数组）。

我有 3 个与此案相关的问题： (1) 我假设，虽然函数“f1”已经终止，但分配的 char 数组仍然保持分配状态，直到主程序完全终止。也就是说，分配的内存仍然属于 main 并且没有其他进程可以从外部访问（我的意思是，干扰）它。我对吗？ (2) 是否必须在程序终止之前释放数组（在“f1”中分配）（或者是否在主程序终止后立即释放）？ (3) 如果第二个问题的答案是“是”，那么如何释放分配在另一个函数中的数组？

注意：我希望停留在纯 c 的范围内，而不是溢出到 c++。

char *f1 (...) {
    ...
    ...
    char *fTmp = malloc (length1 * sizeof (char));
    char *fData = malloc (length2 * sizeof (char));
    ...
    ...
    free (fTmp);
    return (fData);
}

int main () {
    char *fData = f1 (...);
    ...
    return (0);
}

【问题讨论】：

标签： c arrays function malloc

【解决方案1】：

我假设，虽然函数“f1”已经终止，但分配的 char 数组仍然保持分配状态，直到主程序完全终止。

没错。动态分配的内存与函数无关，属于进程。

也就是说，分配的内存仍然属于main，没有其他进程可以从外部访问它。我说的对吗？

内存不属于main()（作为函数），而是属于自己的处理（其中main()只是入口点）。在具有内存保护的系统中（每个进程都与其他进程隔离），它无法从外部访问。但是，您可以以系统特定的方式分配它以跨进程共享内存。

我是否必须在程序终止之前释放数组（在“f1”中分配）（或者它是否在主程序终止后立即释放）？

是的。未分配的内存 - 在大多数系统中 - 在进程终止时由操作系统自动释放，但这取决于系统。 IMO 即使操作系统这样做，您也应该始终解除分配，使用这种自动解除分配作为红旗（我忘记解除分配，这是一个错误吗？我错过了什么？）。此外，如果 f1 被调用 1000 次，它每次都会泄漏内存，很快就会耗尽所有可用内存。想想服务器中的一个进程，它可能（并且应该）运行多年。

如果第二个问题的答案是“是”，那么如何释放在另一个函数中分配的数组？

当谁分配内存也释放它时，这很好。如果不可能，那么调用者将对此类内存负责。例如，strdup() 所做的事情。在这种情况下，被调用的函数必须（以某种方式）返回指向已分配内存的指针（或可由另一个专用函数使用的句柄/令牌）。例如：

char* pBuffer = f1();
// Use it
free(pBuffer);

注意，如果你想隐藏这样的internal指针，有很多技巧。您可以使用令牌（例如整数、字典中的键）、typedef 或不透明类型。

【讨论】：

我也在做同样的事情；也就是说，我使用传递的指针释放了另一个进程中创建的数组。我不确定我一直在做的事情是正确的。因此，您的方法似乎是最接近的答案：“分配内存的人也释放它很好。如果不可能，那么调用者将负责此类内存。”
@merkez3110 但您不能在进程之间共享指针（除非您在没有受保护的虚拟内存的环境中运行）。
请原谅我使用了错误的术语：“过程”。在我上面的评论中，我的意思是同一个程序中的不同“功能”，而不是不同的进程。谢谢大家。

【解决方案2】：

如果你不释放你不使用的内存，最终这会累积 - 如果你用许多其他指针这样做 - 你的程序可能会耗尽内存。在使用 free 函数释放内存块后，我还建议将 NULL 分配给指针，因为这可以防止悬空指针，即使您已释放指针，如果您尝试访问它，您可能会得到 undefined行为，而对 NULL 指针的访问和操作会导致崩溃，因此您可以轻松追踪问题

【讨论】：

【解决方案3】：

malloc 在堆上分配内存，因此该内存保持分配状态，直到被free 函数或程序成功终止释放。
在您的情况下，您在f1 中释放了ftemp，因此在函数终止后它不再存在。 fdata 仍在堆上，main 可以访问它，因为您正在返回指向该分配位置的指针。

一旦main 成功终止，fdata 指向的内存就会被释放。

因此，一旦您不再需要它就释放内存被认为是好的。在程序结束时释放块是没有意义的，因为当进程终止时，程序的所有空间都会归还给系统（考虑到现代操作系统）。

【讨论】：

【解决方案4】：

您可以在 C 中使用两种基本类型的内存。这两种类型是堆栈和堆。通常，您在函数中创建的变量将在堆栈上分配，并在函数返回时被释放。在堆中分配的内存将持续存在，您有义务在程序中管理该分配。堆中的内存将保持分配状态，直到您使用指向数据块的指针（内存地址）释放为止。

对这两个方面进行一些阅读将有助于您理解。我要指出的是，您有两个 fData 实例，每个实例都有自己的范围。两个指针都指向你分配的内存：

char *fData = malloc (length2 * sizeof (char));

.. 即使它们在您的代码执行时传入和传出范围。

【讨论】：

【解决方案5】：

使用malloc 将在堆上分配内存，直到你free 它。

这意味着您需要确保每个 malloc 都有相应的 free，也不意味着没有其他进程无法访问您的数据。它只是一个地址的值。

在您的 main 中，您必须 free(fData) 以避免内存泄漏。

总结一下：

1) 你的第一个假设是正确的，第二个和第三个不是。它将保持分配状态，但它不是 main 本地的，并且~~在终止时不会绑定到进程~~。

2) 是的，你必须释放它

3) 使用从函数中获得的指针。如果您没有从函数返回指向已分配数据的指针，请确保该函数 frees 它。

【讨论】：

【解决方案6】：

是的，使用malloc() 分配的内存会一直保留，直到它被释放。一个函数怎么可能将可变大小的数据返回给它的调用者？
当程序退出时，它分配给malloc() 的所有内存都被释放。但是，在程序终止之前保留大量不需要的内存通常不是一个好主意，因为它会影响性能，或者系统可能会耗尽虚拟内存。对于长时间运行的程序来说，这可能是一个特别值得关注的问题，它们的内存使用有时会不断增长，直到它们用完所有可用的虚拟内存。
您在函数返回的指针上调用free()。因此，在您的情况下，main() 可以在使用数组完成后执行 free(fData)。

任何 C 编程课程或教科书都应涵盖这些内容。

【讨论】：

【解决方案7】：

是的，它仍在堆中。但是，您对过程的概念感到困惑。除非您创建另一个进程（在 *nix 上使用 fork），否则它仍然是同一个进程。
在不使用内存时释放内存是一个好习惯。但是如果程序正常终止，分配的内存会被系统释放。

像这样：

int main () {
    char *fData = f1 (...);
    //...
    free(fData);
    //...
}

【讨论】：