我是否成功释放了动态分配的内存？

Question

我写了一个 C 程序来练习 DSA，特别是队列。

我编写了一个函数 free_q() 来释放动态分配的内存，但是当我打印指向这些结构的指针时，我得到的内存地址与打印 %p NULL 时不相等。我想知道为什么不仅释放动态时指针 Q 没有设置为 NULL。全部。结构体还有指向结构体内部数组的指针。

#include<stdio.h>
#include<math.h>
#include<stdlib.h>

struct queue_rec
{
    unsigned int front;
    unsigned int rear;
    unsigned int max_size;
    unsigned int size;
    int *arr_struct;
};

typedef struct queue_rec *QUEUE;


int 
isEmpty(QUEUE Q)
{
    return(Q->size==0);
}

int isFull(QUEUE Q)
{
    return(Q->size>=Q->max_size);
}

QUEUE
create_queue(unsigned int size)
{

    QUEUE Q = (QUEUE) malloc(sizeof(struct queue_rec));

    if(Q==NULL){printf("Out of space!");}
    else
    {
        Q->arr_struct = (int *) malloc(size * sizeof(int));

        if(Q->arr_struct == NULL){printf("Out of space!");}
        else
        {
            Q->size = 0;
            Q->front = 1;
            Q->rear = 0;
            Q->max_size = size;
        }
        
    }

    return Q;
    

}

unsigned int 
succ(unsigned int value, QUEUE Q)
{
    if(++value==Q->max_size){value=0;}
    return value;
}

void
enqueue(int data, QUEUE Q)
{
    if(isFull(Q)){printf("Queue is full!");}
    else
    {
        Q->size++;
        Q->rear = succ(Q->rear, Q);
        Q->arr_struct[Q->rear] = data;
    }
    
}

void 
dequeue(QUEUE Q)
{
    if(isEmpty(Q)){printf("Queue is empty!");}
    else
    {
        Q->size--;
        printf("%d", Q->arr_struct[Q->front]);
        Q->front = succ(Q->front,Q);
    }
    
}


void
free_q(QUEUE Q)
{
    free(Q->arr_struct);
    free(Q);
    Q = NULL;
}



int main()
{
    
    QUEUE Q = create_queue(4);
    free_q(Q);
    
    printf("%p\c", Q);
    printf("%p", NULL);

    


    return 0;
    
}

输出：

00031480
00000000

Answer 1

free 将指针作为参数，这意味着它只能更改指针指向的内容。它不能将指针指向另一个对象。

void foo(int *p) {
    // Code
}

int main(void) {
    int x = 42;
    int *p = &x;
    int *q = &x;
    foo(p);
    if(p == q) 
        puts("Equal address"); // Guaranteed to be printed
    if(*p == *q)
        puts("Equal value");   // Depends on body of foo()
}

无论foo 中的正文如何，上面的代码都保证打印“Equal address”。但不能保证打印“等值”。如果签名是void foo(int **p)，而您使用foo(&p) 调用它，那就不同了。

如果你真的想要，你可以这样做：

void
free_q(QUEUE *Q)
{
    free((*Q)->arr_struct);
    free(*Q);
    *Q = NULL;
}

但我一般不会推荐这样的东西。对空指针的需求可能是您没有像您想象的那么多控制权的症状。你会在什么时候使用它？看看你是否正确地释放了它？不是一个好主意。看看这个：

QUEUE q = create_queue(42);
QUEUE p = q;
free_q(&q);
if(p == NULL) {
    // OOOPS

相反，我会这样做：

typedef struct queue_rec QUEUE; // No pointer

QUEUE
create_queue(unsigned int size)
{
    int *arr = malloc(size * sizeof *arr); 
    if(!arr){
        fprintf(stderr, "Out of space");
        exit(1);
    }
    return (QUEUE) { .max_size = size, .arr_struct = arr };
}

如果您出于某种原因想要动态分配整个队列，请手动执行：

QUEUE *q = malloc(sizeof *q);
*q = create_queue(42);

另外，我不鼓励类型定义指针。