无法理解为什么释放内存会引发错误答案

【问题标题】：Fail to understand why freeing memory throws an error无法理解为什么释放内存会引发错误
【发布时间】：2017-03-15 04:56:40
【问题描述】：

我正在阅读 Dangling Pointer 并发现这样做是一个好习惯，以防止自己出现悬空指针错误。

free(ptr); // free the ptr
ptr = NULL;

现在我决定用一个示例 vanilla C 代码对此进行测试。

CASE_1

char *ptr = malloc(10);
... 
...
free(ptr); 
ptr=NULL;
// Just to check what happen if I call free more than I once
free(ptr)
ptr=NULL;

一切正常。直到我决定将 free 和指针 NULL 赋值包装在 function 中，我将其命名为 safefree

void safefree(char *pp) {
  free(pp);
  pp = NULL;
}

CASE_2

现在，当我运行上述方法超过 1 次时（像这样）

safefree(ptr);

safefree(ptr);

我收到以下错误。

malloc: *** error for object 0x7fd98f402910: pointer being freed was not allocated
*** set a breakpoint in malloc_error_break to debug

我碰巧理解错误（被释放的指针未分配）但我不明白为什么它在 CASE_1 中没有失败并且在示例代码的后半部分失败。

【问题讨论】：

可以更改safefree()中指针的副本；您不能在具有该签名的调用代码中更改它。你需要：void safefree(void **vpp) { free(*vpp); *vpp = NULL; }——你会打电话给safefree(&ptr); safefree(&ptr);。你必须确保你有一个void *。我想你可以坚持使用char *，如果你使用：void safefree(char **cpp) { free(*cpp); *cpp = NULL; }（和safefree(&ptr);仍然），但这只能用于释放char *而不是double *等。
@JonathanLeffler 你能解释一下为什么我必须在方法/函数中将指针传递给ptr（指针）。
因为你不能修改调用函数中的指针，除非你得到一个指向指针的指针。就像您不能在调用函数中更改 int 变量一样，除非向被调用函数传递了 int *，否则您无法在调用函数中更改 char *，除非向被调用函数传递了 char ** .
类似函数的宏在这里可能很有用...它可以修改您传递给它的指针，而不需要额外的间接级别。但是，如果您能很好地跟踪您的分配情况，则通常不需要它。
#define safefree(X) do { free(X); (X)=NULL; } while(0) 这样的东西会让你只使用safefree(ptr);。由于它是文本替换而不是函数调用，因此宏扩展 do {free(ptr); (ptr)=NULL; } while(0); 是您使用它的函数的一部分，它修改了原始 ptr 而不是它的副本。但是，您应该始终知道何时需要释放指针，而不是依赖这样的东西来避免关注:)

标签： c pointers malloc free

【解决方案1】：

首先，让我们回顾一下free() 的行为。引用C11，第 7.22.3.3 章

void free(void *ptr);
free函数使ptr指向的空间被释放，也就是使可用于进一步分配。 如果 ptr 是空指针，则不执行任何操作。否则，如果该参数与内存管理先前返回的指针不匹配函数，或者如果空间已通过调用free 或realloc 释放，则行为未定义。

遵循强调的两个点。

您可以将空指针NULL 传递给free() 任意多次，它们都是有效调用（只是被忽略）。
您不能将已经传递给free() 的指针传递一次。

案例一：

在这里，在使用指针调用free() 之后，我们明确将指针设置为NULL。这就是为什么以后用相同的指针变量调用free()，任何时间都不是问题。

案例2：

C 使用按值传递函数参数传递。这就是为什么，当包装在一个函数中时，

free(pp);

按预期工作，（它将所需的指针传递给free()）但是

pp = NULL;

是函数本地的，并且该更改不会反映给调用者。因此，再次调用该函数会导致双重释放，就像现在一样，

指针已经传递给free()
分配的NULL没有反映给调用者，因此指针没有设置为NULL
在下一次调用中，我们再次传递了-free()d 指针。

如前所述，这会调用undefined behavior。

解决方法：你需要传递一个指向指针的指针作为被调用函数safefree()的参数，并且从被调用函数中，你可以将指针值设置为NULL来获取它反映在来电者身上。类似的东西

void safefree(void ** ptrToPtr) 
{ 
     free(*ptrToPtr); 
     *ptrToPtr= NULL; 
 }

和打电话一样

 safefree (&ptrToBeFreed);

会完成这项工作（请注意那里的类型，无论如何）。

【讨论】：

非常感谢您的解释。

【解决方案2】：

除了乔纳森的话，如果你做了一些导致未定义的行为（再次释放指针），它会导致未定义的行为（错误、崩溃）。

在不同的上下文中做同样的事情并不一定会导致相同未定义的行为，这取决于实现细节；它们通常只为编译器开发人员所知，因此从外部看来它们是“随机的”。通过分析随机未定义的行为并不能学到很多东西。例如，可能是编译时间会影响结果......，或者您工作的目录的拼写......任何东西。

【讨论】：