将动态分配的数组从一个函数返回到另一个函数后，我是否必须释放它？

Question

考虑以下函数：

char* color(const char* clr, char* str)
{
    char *output = malloc(strlen(str)+1);

    /* Colorize string. */
    sprintf(output, "%s%s%s", clr, str, CLR_RESET);

    return output;
}

上述函数允许我们在 linux 终端打印彩色消息。

所以我可以写

printf("%s", color(CLR_RED, "This is our own colorized string"));

并查看红色消息This is our own colorized string。

我关心的是color() 中分配的output 字符串。当函数返回一个分配的元素（在我们的例子中是数组）时，我们有点需要释放它（C 没有垃圾收集器）。

我的问题是，output 在传递给printf() 之后会发生什么？当我们退出函数printf() 时，数组仍然被分配？如果是，我们如何解除分配？有什么方法可以为我们编写一个函数吗？

提前致谢！

Answer 1

另一种方法是使用全局缓冲区 char[whatever]：不需要 alloc()，不需要 free()。 color() 函数总是返回那个缓冲区。唯一可能不是问题的问题是 color() 将是不可重入的，并且每个语句只能调用一次。

char g_color_buf[200];

char* color(const char* clr, char* str) {
    sprintf(g_color_buf, "%s%s%s", clr, str, CLR_RESET);
    return g_golor_buf;
}

更新：从下面的评论来看，最好在函数本身内将 g_color_buf[] 声明为 static，而不是污染全局命名空间。这样做并不能解决其他问题，但无论如何都会更好。

如上所述，此例程不应用于以下语句：

printf("%s %s", color(CL_WHITE, "Result:"), color(CL_RED, "Error"));

因为对 color() 的第二次调用会破坏第一次调用所做的工作。

最后，为了回答您的问题（需要，因为否则有人会说“您没有回答”），您的示例代码中由 color() 分配的内存将保留在那里，直到 您 （没有其他人）将释放它。考虑到您可能想要的平均正常使用，写很多次会很不舒服：

tmp = color(CL_RED, "hello");
printf("%s", tmp);
free(tmp);

使用全局缓冲区传递给 color() 的解决方案，可能还伴随着它的大小，例如：

printf("%s", color(buffer1, CL_RED, "Hello"));
--or--
printf("%s", color(buffer2, sizeof(buffer2), CL_RED, "HelloHello"));

当然是最正确的，但很无聊。好吧，如果你喜欢打字，那就不无聊了！

Answer 2

首先，您的代码是错误的。你打电话给malloc，尺寸太小，所以会有buffer overflow。你忘了测试malloc 的失败。您可能应该编码：

char *output = malloc(strlen(clr)+strlen(str)+strlen(CLR_RESET)+1);
if (!output) { perror ("malloc in color"); exit(EXIT_FAILURE); }
sprintf(output, "%s%s%s", clr, str, CLR_RESET);

顺便说一句，有些系统有asprintf（use 会更容易）。恕我直言，使用sprintf 很危险（您应该更喜欢snprintf）。

那么，C 编程需要很多约定。你应该有你的（受惯常做法的启发）。我建议研究现有的free software 源代码（例如来自github）以获得灵感。

您可以让函数返回一个malloc-ed 指针，但您需要记录该约定（至少，作为公共头文件中的注释声明 color) 并明确有义务在其结果上调用 free，并在其他地方遵循它。

然后，在函数 calling color 中，您将根据 color 的结果调用 free。

一般来说，您应该在free 一个指针值之后 调用malloc 来获取它（但当然要注意pointer aliases），但只能在那个指针（更准确地说，它指向的内存区域）是无用的。

编译时不要忘记启用所有警告和调试信息（如果使用GCC，则为gcc -Wall -g）。使用调试器 (gdb)。使用memory leak 检测器，例如valgrind。

您应该阅读更多关于 C dynamic memory allocation 和 virtual address space 的信息。

如果在 Linux 上，另请阅读 Advanced Linux Programming。阅读Operating Systems 和Garbage Collection 会有所帮助（至少对于相关概念而言）。

Answer 3

我的问题是，传递给之后的输出会发生什么 打印（）？当我们退出函数 printf() 时，数组仍然是 分配？如果是，我们如何解除分配？有没有办法 写一个函数来为我们做这件事？

是的，color 函数结束后，你为output 分配的内存还在。需要存储color函数的返回值，使用完毕后调用free。

是的，正如另一个答案中所述，在这种情况下，您传递给 malloc 的大小很小。

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不过，您可以完全避免使用 malloc。 在调用者代码中声明一个字符串，例如

char someStr[100];

并传递给您的颜色函数

void color(char* output, const char* clr, char* str)
{
    /* Colorize string. */
    sprintf(output, "%s%s%s", clr, str, CLR_RESET);
}

在这里，不再需要 malloc。

电话：color(someStr, CLR_RED, "This is our own colorized string")