使用灵活的数组成员释放动态分配的结构

Question

我有一个定义如下的数据结构：

struct varr {
    int n; //length of data array
    double data[];
};

数据数组的初始大小必须为 1，但允许增加。

为struct varr * 分配空间时，我使用

struct varr *p = malloc(sizeof(struct varr) + sizeof(double));

在重新分配空间以增加我使用的数据数组的大小时

p = realloc(p, sizeof(struct varr) + p->n * sizeof(double));//p->n having already been set

我的问题是“我应该如何释放分配给这个结构的内存？”

我尝试了一个简单的free(p);，但根据 memcheck，这会导致内存泄漏。我为此目的构建数据的方式或分配内存的方式是否存在根本性问题？

==注意==

我通过使用指针而不是显式声明的数组解决了这个问题。但是，我仍然对为什么这不起作用的简明答案感兴趣。

Answer 1

您可能知道，每次调用malloc 都会让操作系统给您一些内存并记住它的大小和属性。因此，如果您调用free，您可以清除数组或指针。

例子：

char* array = malloc(16 * sizeof(char));
char* single = malloc(sizeof(char));

free(array);
free(single);

如您所见，您总是会得到一个free 换一个malloc。那是因为操作系统知道你分配了多少字节，它不关心它是什么类型以及创建了多少个实例。 （注意：这就是 C++ 中 delete 和 delete[] 之间存在差异的原因，因为应用程序需要知道要运行哪些析构函数，清理的控制权不仅仅留给操作系统......）

从这里开始，我们可以假设，如果我们使用单个 malloc 将结构分配为一个块，则可以使用单个 free 调用来释放它。

这个例子对我有用，没有任何泄漏：

#include <stdlib.h>

typedef struct Array_t
{
    int Length;
    double Data[];
} Array;

Array* create_array(int length)
{
    Array* array = malloc(sizeof(Array) + length * sizeof(double));
    if (array != NULL)
        array->Length = length;

    return array;
}

void delete_array(Array* array)
{
    free(array);
}

int main()
{
    Array* array = create_array(100);
    if (array == NULL)
        return EXIT_FAILURE;

    for (int i = 0; i < array->Length; ++i)
    {
        array->Data[i] = 1.7 * (i + 3);
    }

    delete_array(array);

    return EXIT_SUCCESS;
}

当然，如果你遇到像 John Findlay 这样更复杂的例子

struct SomeStruct
{
    int Size;
    int* ArrayOfPointers[];
}

您仍然可以在一个 malloc 中创建此结构，例如

// *s* contains an array of 14 int pointers (int*)
struct SomeStruct* s = malloc(sizeof(SomeStruct) + 14 * sizeof(int*));
s->Size = 14;

核心问题是虽然int* ArrayOfPointers是一个指针数组，所以要正确初始化它，你还需要

// each of the *s*'s int pointers is actually a decayed array of 25 ints
for (int i = 0; i < s->Size; ++i)
    s->ArrayOfPointers[i] = malloc(25 * sizeof(int));

释放时：

for (int i = 0; i < s->Size; ++i)
    free(s->ArrayOfPointers[i]);

free(s);

但关键是带有 FAM 的结构仍然在一个 free 调用中被释放。循环正在释放分配的指针数据，相当于释放一个动态分配的二维数组。

Answer 2

我昨晚遇到了同样的问题。经过几个小时的谷歌搜索后，我在教程中找到了这个非常简单但聪明的答案：

void free_struct( THESTRUCT * ts )
{
// free all memory accoiated with our structure
if(ts){
    for(int i = 0; i<ts->count; i++)
        free(ts->str[i]);
    free(ts);
    }
}

http://www.johnfindlay.plus.com/lcc-win32/Tuts/FlexArrs.htm

Answer 3

这看起来完全不对。我认为应该是这样的：

// step 1: Allocate n items:

struct varr * p = malloc(sizeof *p + n * sizeof(double));
if (p) { p->n = n; }

// step 2: Reallocate to hold m items:

struct varr * tmp = realloc(p, sizeof *tmp + m * sizeof(double));
if (tmp) { p = tmp;  p->n = m; }

完成后，别忘了说free(p);。