Question

此问题旨在用作此常见问题解答的规范副本：

我在一个函数内动态分配数据，一切运行良好，但只在分配发生的函数内部。当我尝试在函数外部使用相同的数据时，我会遇到崩溃或其他意外的程序行为。

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

void create_array (int* data, int size)
{
  data = malloc(sizeof(*data) * size);
  for(int i=0; i<size; i++)
  {
    data[i] = i;
  }

  print_array(data, size);
}

void print_array (int* data, int size)
{
  for(int i=0; i<size; i++)
  {
    printf("%d ", data[i]);
  }
  printf("\n");
}

int main (void)
{
  int* data;
  const int size = 5;

  create_array(data, size);
  print_array(data, size);  // crash here

  free(data);
}

每当从print_array函数内部调用create_array时，我得到预期的输出0 1 2 3 4，但是当我从main调用它时，我的程序崩溃了。

这是什么原因？

Answer 1

此错误的原因是data函数使用的create_array是仅存在于该函数内的局部变量。从malloc获取的已分配内存地址仅存储在此本地变量中，并且永远不会返回给调用者。

考虑这个简单的例子：

void func (int x)
{
  x = 1;
  printf("%d", x);
}

...
int a;
func(a);
printf("%d", a); // bad, undefined behavior - the program might crash or print garbage

此处，变量a的副本存储在函数内部，作为参数x。这称为按值传递。

修改x时，只更改该局部变量。调用者中的变量a保持不变，并且由于a未初始化，因此它将包含“垃圾”并且无法可靠地使用。

指针对这个按值传递规则也不例外。在您的示例中，指针变量data通过值传递给函数。函数内的data指针是本地副本，来自malloc的指定地址永远不会传递回调用者。

因此调用者中的指针变量保持未初始化状态，因此程序崩溃。此外，create_array函数还创建了内存泄漏，因为在该函数执行之后，程序中不再有任何指针跟踪分配的内存块。

有两种方法可以修改函数以按预期工作。通过将局部变量的副本返回给调用者：

int* create_array (int size)
{
  int* data = malloc(sizeof(*data) * size);
  for(int i=0; i<size; i++)
  {
    data[i] = i;
  }

  print_array(data, size);

  return data;
}

int main (void)
{
  int* data;
  const int size = 5;

  data = create_array(size);
  print_array(data, size);
}

或将地址传递给调用者的指针变量并直接写入调用者变量：

void create_array (int** data, int size)
{
  int* tmp = malloc(sizeof(*tmp) * size);
  for(int i=0; i<size; i++)
  {
    tmp[i] = i;
  }

  *data = tmp;      
  print_array(*data, size);
}

int main (void)
{
  int* data;
  const int size = 5;

  create_array(&data, size);
  print_array(data, size);
}

两种形式都没问题。

动态内存访问仅适用于函数内部

1 个答案: