在 C 中释放动态分配的结构实例

Question

我有以下结构：

typedef struct generic_attribute_struct{
    attribute_value current_value;
    attribute_value previous_value;
    attribute_value running_value;
} generic_attribute;

其中attribute_value 只是unsigned long long int 的占位符。

我有这个结构的以下构造函数：

generic_attribute* construct_generic_attribute(attribute_value current_value){
    generic_attribute *ga_ptr;                              //allocate space for pointer to generic attribute
    if(ga_ptr = malloc (sizeof (generic_attribute))){       //if allocation succeeds
        set_ga_current_value(ga_ptr, current_value);        //assigned the current value to given input
        set_ga_previous_value(ga_ptr, 0);                   //set previous value to zero
        set_ga_running_value(ga_ptr);
    } else{                                                 //else, inform user of error
        fprintf(stderr, "Health Monitor ran out of space when allocating memory for a generic attribute.");
    }
    return ga_ptr; // return pointer to new attribute or a NULL pointer if memory allocation failed
}

set_ga_running_value 看起来像这样：

attribute_value set_ga_running_value(generic_attribute* ga_ptr){
    attribute_value delta = get_ga_current_value(ga_ptr) - get_ga_previous_value(ga_ptr);
    ga_ptr->running_value = (ga_ptr->running_value? ga_ptr->running_value : 0) + delta;
    return ga_ptr->running_value;
}

这个结构的析构函数如下所示：

void destroy_generic_attribute(generic_attribute** ga_ptr){
    free(*ga_ptr);
}

我创建了一个测试，询问用户一些 current_value 输入，构造一个指针，并打印出结构变量的值是否是它们应该是的值。这个测试循环直到用户不再想要测试，在这种情况下他们退出测试。

所以，测试看起来像这样：

1. 用户想测试吗？如果是，执行2)。如果否，请执行 7)。
2. 从用户那里获取输入
3. 使用此新输入调用通用属性的构造函数
4. 验证是否正确创建了通用属性
5. 在泛型属性上调用析构函数
6. 转到 1。
7. 退出

这是测试的样子：

void test_generic_attribute_constructor_with_user_input(){
    attribute_value input;
    int continue_var;
    bool current_value_test, previous_value_test, running_value_test, pointer_test;
    generic_attribute* ga_ptr;
    while(1){
        printf("Would you like to execute a test for Generic Attribute Constructor? Type 1 for YES, or 0 for NO: ");
        scanf("%i", &continue_var);
        if(continue_var){
            printf(TESTING, "Constructor for Generic Attribute and Generic Attribute Reader");
            printf("\n" INPUT, "single number");
            scanf("%lld", &input);
            ga_ptr = construct_generic_attribute(input);
            read_generic_attribute(ga_ptr);
            current_value_test = (get_ga_current_value(ga_ptr) == input ? true : false);
            previous_value_test = (get_ga_previous_value(ga_ptr) == 0 ? true: false);
            // THIS TEST FAILS
            running_value_test = (get_ga_running_value(ga_ptr) == input ? true: false);
            pointer_test = (ga_ptr ? true: false);
            printf("%s.\n", ((current_value_test && previous_value_test && running_value_test && pointer_test) ? PASS : FAIL));
            destroy_generic_attribute(&ga_ptr);

        }else{
            printf("\nOK! Testing concluded.");
            break;
        }

    }
}

我的问题是，当 ga_ptr 被破坏时，“运行值”似乎永远不会“重置”。它似乎保留了它的旧值。如何正确清除整个 ga_ptr 结构的内存？

测试结果：

Would you like to execute a test for Generic Attribute Constructor? Type 1 for YES, or 0 for NO: 1
Testing Constructor for Generic Attribute and Generic Attribute Reader:
Please enter single number for input: 10
Generic Attribute has the following contents:

             Pointer       Current Value       Previos Value       Running Value
         0x600058530                  10                   0                  10
PASS.
Would you like to execute a test for Generic Attribute Constructor? Type 1 for YES, or 0 for NO: 1
Testing Constructor for Generic Attribute and Generic Attribute Reader:
Please enter single number for input: 20
Generic Attribute has the following contents:

             Pointer       Current Value       Previos Value       Running Value
         0x600058530                  20                   0                  30
FAIL.

我希望 Running 值为 20。

如果我把析构函数改成这样：

void destroy_generic_attribute(generic_attribute** ga_ptr){
    set_ga_current_value(*ga_ptr, 0);
    set_ga_previous_value(*ga_ptr, 0);
    (*ga_ptr)->running_value = 0;
    free(*ga_ptr);
}

我的测试通过了...但是，我不明白为什么跳过设置器会使代码失败。

Answer 1

您只是通过使用从未初始化的值来调用未定义的行为。

在construct_generic_attribute 中，您初始化当前值和先前值，然后调用set_ga_running_value。在后者中，您使用刚刚初始化的当前值和先前值来计算 delta ：直到这里都很好。但是你有：

ga_ptr->running_value = (ga_ptr->running_value? ga_ptr->running_value : 0) + delta;

意思是你在初始化之前使用running_value。因为它在一个新的 malloc'ed 结构中，所以它的值只是 undefined。它可能是 0，或者它可能是在分配之前存在于这个内存位置的值，或者它可能是编译器用作特殊初始化的特殊值：你不知道并且应该不依赖任何东西。

您的编译器似乎在运行时将内存预初始化为 0，然后从不更改 free 和 malloc 上的值，在第二次运行时给出 30。我的（在调试模式下）总是将 malloc 的值初始化为 0xcdcdcdcd，每次测试都失败。只是未定义的行为...

所以你真的应该在你的构造函数中初始化新分配的结构：

if(ga_ptr = malloc (sizeof (generic_attribute))){       //if allocation succeeds
    memset(ga_ptr, 0, sizeof(generic_attribute));       // ensure all values are set to 0
    set_ga_current_value(ga_ptr, current_value);        //assigned the current value to given input
    set_ga_previous_value(ga_ptr, 0);                   //set previous value to zero
    set_ga_running_value(ga_ptr);

或者如果您知道 running_value 是一个整数，只需将 memset 替换为：

ga_ptr->running_value = 0;