C语言中动态内存管理初学者容易犯的6个错误分享

2023-05-14 08:05:08 错误 初学者 内存管理

我在这篇文章中，详细讲解了C语言中的4个动态内存管理函数。本篇文章，我会讲解初学者使用这4个函数时最容易犯的6个错误，以及如何避免这些错误。这6个容易犯的错误分别是：

  • 对NULL指针的解引用操作。
  • 对动态内存的越界访问。
  • 忘记free。
  • 对同一块空间free两次。
  • free动态内存的一部分。
  • free非动态开辟的内存。

我希望，当你阅读完本篇文章后，不要犯类似的错误。

1.对NULL指针的解引用操作

当你malloc一块空间时，是有可能开辟失败的。一旦失败，malloc会返回NULL指针。如果不判断malloc的返回值，就直接使用malloc返回的指针，有可能导致对NULL指针的解引用操作。例如：

int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
    p[i] = i + 1;
}

由于malloc可能返回NULL指针，一旦p为NULL，对其解引用是非常危险的！

解决方法：每次使用malloc, calloc, realloc等函数时，一定要判断返回值是否为NULL。

int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (p == NULL)
{
    // 错误处理
    perror("malloc");
    exit(-1);
}
// 此时p一定不为NULL
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
    p[i] = i + 1;
}

2.对动态内存的越界访问

假设你使用malloc申请了40个字节的空间，一定要记住这块空间的大小，不能越界访问。比如：

int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (p == NULL)
{
    // 错误处理
    perror("malloc");
    exit(-1);
}
for (int i = 0; i <= 10; i++)
{
    p[i] = i + 1;
}

上面的代码中，当i==10时，p[i]等价于*(p+10)，已经超出了申请的40个字节的空间，这是非常危险的！

解决方法：无论如何，在用指针访问内存时，一定要观察其是否越界！比如上面的代码，只能访问p[0]~p[9]的空间。

3.忘记free

如果你使用malloc等函数，开辟了空间，但是确没有free，就会导致内存泄漏！对于程序员来说，这种情况是非常不舒服的，一定要避免。

解决方法：对于每一块动态内存开辟的空间，使用完后都要free。比如：

int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (p == NULL)
{
    perror("malloc");
    exit(-1);
}
// 使用
// ...
free(p);
p = NULL;

4.对同一块空间free两次

如果已经free过一块空间了，如果再free一次，那不多此一举吗！不仅如此，如果第一次free之后没有把这个指针置为NULL，第二次free的时候，这个指针是一个野指针，是非常危险的！

int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (p == NULL)
{
    perror("malloc");
    exit(-1);
}
// 使用
// ...
free(p);
// ...
free(p);

解决方法：你free一次就行了，干啥要free两次呀！

值得说明的是，由于free(NULL);时，free函数啥也不干，所以下面的代码是不会有问题的，但也不建议这么写（有点吃饱了撑着的感觉）。

// ...
free(p);
p = NULL;
free(p);

5.free动态内存的一部分

注意，free一个指针的时候，这个指针必须指向动态内存的起始位置！比如下面的代码中，如果这个指针已经不指向起始位置了，free的时候也是非常危险的。

int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (p == NULL)
{
    perror("malloc");
    exit(-1);
}
// ...
p += 5;
// ...
free(p);
p = NULL;

由于在malloc之后，free之前，指针p已经不指向动态内存的起始位置了，此时再free掉p就会出问题。

解决方法：由于free的时候需要知道动态内存的起始地址，在使用这块内存的时候不建议改变p的指向。除此之外，如果使用realloc扩容，一定要更新p，时刻让p指向动态内存的起始地址，方便free释放。

int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (p == NULL)
{
    perror("malloc");
    exit(-1);
}
// ...
// 使用时时刻让p指向动态内存的起始位置！
int* tmp = (int*)realloc(p, 20 * sizeof(int));
if (tmp == NULL)
{
    free(p);
    p = NULL;
    perror("realloc");
    exit(-1);
}
else
{
    p = tmp;
}
// ...
free(p);
p = NULL;

6.free非动态开辟的内存

free是用来释放动态开辟的内存的。所以，如果这块内存空间不是用malloc, calloc, realloc动态开辟的，就别free啦。

int arr[10] = {0};
// ...
int a = 0;
int* pa = &a;
// ...
free(arr);
arr = NULL;
free(pa);
pa = NULL;

解决方法：不要写出这样的代码，free的时候得看清楚，这块空间到底是不是动态开辟的空间，时刻保持头脑清醒。

总结

C语言动态内存管理时，容易犯的6个错误及解决方法：

1.对NULL指针的解引用操作。这是由于malloc等函数有可能返回NULL，所以需要检查返回值。

2.对动态内存的越界访问。时时刻刻记住，这块空间究竟有多大，不要越界了。

3.忘记free。别忘记就行。

4.对同一块空间free两次。free一次就行啦，再free一次是多此一举。

5.free动态内存的一部分。时时刻刻让一个指针记住这块动态内存的起始地址。

6.free非动态开辟的内存。保持头脑清醒，只有malloc, calloc, realloc出来的空间才需要free。

到此这篇关于C语言中动态内存管理初学者容易犯的6个错误分享的文章就介绍到这了,更多相关C语言动态内存管理内容请搜索以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持！

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