如何释放结构中的动态二维数组？

Question

我在这个结构中有一个动态二维数组：

struct mystruct{
    int mySize;
    int **networkRep;
};

在我的代码块中，我按如下方式使用它：

struct myStruct astruct[100];
astruct[0].networkRep = declareMatrix(astruct[0].networkRep, 200, 200);
// do stuff...
int i;
for(i=0; i<100; i++)
    freeMatrix(astruct[i].networkRep, 200);

这就是我声明二维数组的方式：

int** declareMatrix(int **mymatrix, int rows, int columns)
{
    mymatrix = (int**) malloc(rows*sizeof(int*));
    if (mymatrix==NULL)
        printf("Error allocating memory!\n");
    int i,j;
    for (i = 0; i < rows; i++)
        mymatrix[i] = (int*) malloc(columns*sizeof(int));

    for(i=0; i<rows; i++){
        for(j=0; j<columns; j++){
            mymatrix[i][j] = 0;
        }
    }
    return mymatrix;
}

这就是我释放二维数组的方式：

void freeMatrix(int **matrix, int rows)
{
    int i;
    for (i = 0; i < rows; i++){
        free(matrix[i]);
    }
    free(matrix);
    matrix = NULL;
}

我看到的奇怪行为是，当我编译并运行我的程序时，一切看起来都正常。但是当我将标准输出通过管道传输到 txt 文件时，我遇到了段错误。但是，如果我注释掉包含“freeMatrix”调用的循环，则不会发生段错误。我做错了什么？

Answer 1

我认为免费代码没有任何问题，除了 freeMatrix 被调用 100 次而您的分配只是 1。

所以，要么你分配如下：

 for(int i=0; i<100; i++) //Notice looping over 100 elements. 
    astruct[i].networkRep = declareMatrix(astruct[i].networkRep, 200, 200);

或者，仅对您在原始代码中分配的第 0 个元素免费。

freeMatrix(astruct[0].networkRep, 200);

旁注：初始化你的astructarray。

mystruct astruct[100] = {};

Answer 2

struct myStruct astruct[100];

astruct[0].networkRep = declareMatrix(astruct[0].networkRep, 200, 200);

// do stuff...
int i;
for(i=0; i<100; i++)
    freeMatrix(astruct[i].networkRep, 200);

您分配了一个 astruct 但释放了其中的 100 个；如果 99 个额外的任何一个不为 NULL，这将崩溃，这可能在您进行重定向时发生。 （因为 astruct 在堆栈上，所以它会包含剩下的任何东西。）

其他问题：

您使用的是数字文字而不是清单常量...定义 NUMROWS 和 NUMCOLS 并一致地使用它们。

去掉declareMatrix的第一个参数......你传递了一个值但从不使用它。

在freeMatrix中，

matrix = NULL;

什么都不做。开启优化后，编译器甚至不会生成任何代码。

if (mymatrix==NULL)
    printf("Error allocating memory!\n");

您应该在出错时退出(1)，否则您的程序将崩溃，您甚至可能看不到错误消息，因为 a) stdout 已缓冲 b) 您将其重定向到文件。这也是将错误消息写入标准错误而不是标准输出的原因。

Answer 3

astruct[0].networkRep = declareMatrix(astruct[0].networkRep, 200, 200); 

你没有传递指针的地址。它只是将内存中的值传递给不必要的函数。

并且您唯一初始化 struct 的第一个变量，但是当您尝试释放内存时，您正在取消分配尚未分配的内存（astruct[1] 等等，直到 100 ）。

当您使用 malloc 时，它实际上分配的内存比您指定的要多。额外的内存用于存储信息，例如块的大小，以及指向下一个空闲/已用块的链接，有时还有一些 保护数据，可帮助系统检测您是否写到了末尾分配块。

如果你传入不同的地址，它会访问包含垃圾的内存，因此它的行为是不确定的（但最常见的会导致崩溃）

Answer 4

对无符号整数类型进行索引和计数就足够了。 size_t 是此选择的类型，因为它保证足够大以寻址/索引目标机器上内存/数组元素的每个字节。

struct mystruct
{
  size_t mySize;
  int ** networkRep;
};

始终正确初始化变量：

struct myStruct astruct[100] = {0};

---

分配器的几个问题：

• 让它有机会返回特定的错误代码。这通常是通过使用函数返回值设置为 so 来完成的。
• 使用size_t 表示计数器、索引和大小（“行”、“列”）（原因请参见上文）。
• 进行适当的错误检查。
• 清理以防工作中出现错误。
• do not cast the value returned by malloc(), as in C it's not necessary, not recommended
• 使用perror() 记录错误，因为它尽可能从操作系统中获得最大收益。

可以这样做：

int declareMatrix(int *** pmymatrix, size_t rows, size_t columns)
{
    int result = 0; /* Be optimistc. */

    assert(NULL != pmatrix);

    *pmymatrix = malloc(rows * sizeof(**pmymatrix));
    if (NULL == *pmymatrix)
    {
      perror("malloc() failed");
      result = -1;

      goto lblExit;
    }

    { 
      size_t i, j;
      for (i = 0; i < rows; i++)
      {
        (*pmymatrix)[i] = malloc(columns * sizeof(***pmymatrix));
        if (NULL ==   (*pmymatrix)[i])
        {
          perror("malloc() failed");
          freeMatrix(pmymatrix); /* Clean up. */
          result = -1;

          goto lblExit;
        }

        for(i = 0; i < rows; ++i)
        {
          for(j = 0; j < columns; ++j)
          {
            (*pmymatrix)[i][j] = 0;
          }
        }
      }
    }

lblExit:
    return 0;
}

---

解除分配器的两个问题：

• 正确取消指针初始化，将其标记为已完成。
• 在对输入进行操作之前对其进行验证。

可以这样做：

void freeMatrix(int *** pmatrix, size_t rows)
{
  if (NULL != pmatrix)
  {
    if (NULL != *pmatrix)
    {
      size_t i;
      for (i = 0; i < rows; ++i)
      {
        free((*pmatrix)[i]);
      }
    }

    free(*pmatrix);
    *pmatrix = NULL;
  }
}

---

然后使用这样的东西：

struct myStruct astruct[100] = {0};

...

int result = declareMatrix(&astruct[0].networkRep, 200, 200);
if (0 != result)
{
  fprintf("declareMatrix() failed.\n");
}
else
{
// Note: Arriving here has only the 1st element of astruct initialised! */
// do stuff...
}

{
  size_t i;
  for(i = 0; i < 100; ++i)
  {
    freeMatrix(&astruct[i].networkRep, 200);
  }
}