Question

我对C中的free（）函数的行为提出了一般性问题。

我是否正确地假设通过调用free()它只是释放指针指向的内存，但保留指针完整？

换句话说，如果我想重用指针，那么指针不需要重新初始化，只需重新分配内存？

例如，这段代码是否合法？

原始版本

~~void foo() { data_t *x; int y = 0; while(x->data != some_value) { x = some_function(y); y = some_other_function(x); free(x); } }~~

修订版

void foo()
{
    data_t *x;
    int y = 0;

    x = some_function(y);

    while(x->data != some_value)
    {
        y = some_other_function(x);
        free(x);
        x = some_function(y);
    }
}

忽略实际代码（以及data_t的内部结构）并假设some_function()正确malloc() s x;我只是想知道这是一种管理内存的正确方法，还是我需要在每次免费后重新初始化data_t *x？

编辑：我编辑了代码，因为我意识到它没有正确说明我的问题。

Answer 1

释放x然后转到下一个while检查会导致未定义的行为。

因为在下一次while检查中，您创建了while(x->data != some_value)并且x已经被释放

在进行下一次x检查之前，您必须将while分配给下一个值

BTW：即使在开始时（在第一次检查中），您也有未定义的行为，因为x未在while循环之前启动到内存区域。< / p>

基于问题编辑

新案例中的free(x)无效。

当你释放x时，x指针保留指向x的旧内存地址但是内存不再分配它是免费的。

在空闲后将新分配的内存分配给x时，x将指向新的内存区域

Answer 2

是的，修改后的代码版本是管理内存的正确方法。无需再次重新初始化x。只需要确保释放x后，永远不要使用它。但是，您可以再次为其重新分配一些内存并使用它。

Answer 3

它只是释放指针指向的内存，但是指针保持不变？

这是对的。如果free（）是普通的C函数，则它无法影响传递给它的指针值。由于C通过值传递参数，free（）接收传递给它的指针的副本，并且它不能改变原始的x指针。（它可以改变x点到）

换句话说，如果我想重用指针，那么指针不需要重新初始化，只需重新分配内存？

free(x);
x = some_function(y);

这正是你在这里所做的，你将x分配给其他东西，所以这就是人们通常会做的事情。指针包含一个地址，并为其分配另一个地址。

这与以下概念相同：

 int x 
 x = function_that_returns_int();
 x = function_that_returns_int();

您只需为i分配新值，在为其分配新值之前，无需对i执行任何其他操作。

Answer 4

根据ISO C标准中的抽象语言定义，在对来自分配器的有效非空指针调用free之后，该指针的值变为 indeterminate 。对该值的任何使用都是未定义的行为。不确定的值不能再次生效。

在C的实际实现中，程序中存在的不确定指针值可以在没有检测的情况下传递和评估，当内存被回收到新分配的对象时，它们与有效指针无法区分，从而导致各种问题。

这并不违反规范，因为任何行为都属于未定义行为的范畴。

如果编写的程序行为可靠，但依赖于通过内存分配复活的悬挂指针，则该程序根据ISO C没有明确定义，并且根据您的不太可能很好地定义编译器或操作系统文档，或者。

已编译的程序今天可以正常工作，但明天，libc.so中的malloc代码会更新，因此内存的回收方式会有所不同，而且会中断。

测试程序产生预期的行为很重要，但这不是完整的故事。行为还必须依赖于语言规范，系统和工具文档的一些保证，或者失败，某些理性的推理让你对程序的正确运行负责。

后者的一个例子是，有时我们可以在语言级别滥用C编译器以获得一些所需的机器代码。虽然这不是由ISO C定义的，甚至可能不是由编译器开发人员定义的，但是一旦你拥有了机器代码，那么在某种意义上说你如何得到它并不重要;它可以独立检查，看它做你想要的。您可以对此负责，并设置回归保护措施，以监控该代码以进行不必要的更改（当编译器以不同方式运行或升级或其他任何操作时）。

对于malloc和free的行为，你不能轻易承担这种责任，这是一个运行时黑盒子，它的行为可以在程序部署后很长时间内改变。< / p>

Answer 5

while条件检查无效，因为x没有指向任何已分配的内存。因此它会导致一些垃圾值。但是，如果代码进入while循环，则x被分配一些内存然后被释放。所以x现在变成了悬空指针。在下一次检查时它也会包含一些垃圾值。在某些情况下，如果指针试图访问属于其他进程的某些数据，甚至会导致分段错误。

使用free（）函数

原始版本

修订版

5 个答案: