free函数释放内存

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既然有分配,那就必须有释放。不然的话,有限的内存总会用光,而没有释放的内存却在空闲。与 malloc 对应的就是 free 函数了。

free 函数只有一个参数,就是所要释放的内存块的首地址。比如上例:free(p);

free 函数看上去挺狠的,但它到底作了什么呢?其实它就做了一件事:斩断指针变量与这块内存的关系。比如上面的例子,我们可以说 malloc 函数分配的内存块是属于 p 的,因为我们对这块内存的访问都需要通过 p 来进行。函数就是把这块内存和 p 之间的所有关free系斩断。从此 p 和那块内存之间再无瓜葛。
至于指针变量 p 本身保存的地址并没有改变,但是它对这个地址处的那块内存却已经没有所有权了。那块被释放的内存里面保存的值也没有改变,只是再也没有办法使用了。这就是 free 函数的功能。

按照上面的分析,如果对 p 连续两次以上使用 free 函数,肯定会发生错误。因为第一使用 free 函数时,p 所属的内存已经被释放,第二次使用时已经无内存可释放了。

关于这点,我上课时让学生记住的是:一定要一夫一妻制,不然肯定出错。

malloc 两次只 free 一次会内存泄漏;malloc 一次 free 两次肯定会出错。

也就是说,在程序中 malloc 的使用次数一定要和 free 相等,否则必有错误。这种错误主要发生在循环使用malloc 函数时,往往把 malloc 和 free 次数弄错了。

注意：内存释放之后
既然使用 free 函数之后指针变量 p 本身保存的地址并没有改变,那我们就需要重新把 p的值变为 NULL:p = NULL;这个 NULL 就是我们前面所说的“栓野狗的链子” 如果你不栓起来迟早会出问题的。
比如:
在 free(p)之后,你用 if(NULL != p)这样的校验语句还能起作用吗?
例如:
char *p = (char *) malloc(100);
strcpy(p, “hello”);
free(p);
/* p 所指的内存被释放,但是 p 所指的地址仍然不变 */
?
if (NULL != p)
{
/* 没有起到防错作用 */
strcpy(p, “world”);
/* 出错 */
}

释放完块内存之后,没有把指针置 NULL,这个指针就成为了“野指针”,也有书叫“悬垂指针”。这是很危险的,而且也是经常出错的地方。所以一定要记住一条:free 完之后,一定要给指针置 NULL。

同时留一个问题:对 NULL 指针连续 free 多次会出错吗?为什么?如果让你来设计 free函数,你会怎么处理这个问题?注意：内存已经被释放了,但是继续通过指针来使用。这里一般有三种情况:
第一种:就是上面所说的,free(p)之后,继续通过 p 指针来访问内存。解决的办法就是给 p 置 NULL。
第二种:函数返回栈内存。这是初学者最容易犯的错误。比如在函数内部定义了一个数组,却用 return 语句返回指向该数组的指针。解决的办法就是弄明白栈上变量的生命周期。
第三种:内存使用太复杂,弄不清到底哪块内存被释放,哪块没有被释放。解决的办法是重新设计程序,改善对象之间的调用关系。

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