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C語(yǔ)言?動(dòng)態(tài)內(nèi)存開辟常見問(wèn)題解決與分析流程_C 語(yǔ)言

作者：K穩(wěn)重 ? 更新時(shí)間： 2022-05-18 編程語(yǔ)言

前言

當(dāng)我們用動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配函數(shù)來(lái)編寫程序時(shí)，在編寫的過(guò)程中常常會(huì)產(chǎn)生一些不易被察覺，被發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤，例如對(duì)NULL指針的解引用操作，對(duì)動(dòng)態(tài)開辟空間的越界訪問(wèn)，使用free釋放非動(dòng)態(tài)開辟的空間，使用free釋放動(dòng)態(tài)內(nèi)存中的一部分，對(duì)同一塊動(dòng)態(tài)開辟的空間，多次釋放，動(dòng)態(tài)開辟空間忘記釋放。下面我們挨個(gè)來(lái)分析，刨析一下這些個(gè)常見的動(dòng)態(tài)內(nèi)存開辟的問(wèn)題。

一、動(dòng)態(tài)內(nèi)存錯(cuò)誤

1.對(duì)NULL指針的解引用操作

代碼如下（示例）：

錯(cuò)誤示例：
//動(dòng)態(tài)內(nèi)存開辟
int main()
{
 
	int* p = malloc(100000000000);
	//沒有對(duì)mollac函數(shù)的返回值做判空處理
		int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		*(p + i) = 5;
	}
	
	return 0;
}
 
正確示例：
//動(dòng)態(tài)內(nèi)存開辟
int main()
{
 
	int* p = malloc(100000000000);
	if (p == NULL)
	{
		return 1;
	}
		int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		*(p + i) = 5;
	}
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", p[i]);
	}
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

2.對(duì)動(dòng)態(tài)開辟空間的越界訪問(wèn)

代碼如下（示例）：

錯(cuò)誤示例：
//動(dòng)態(tài)內(nèi)存開辟
int main()
{
 
	int* p = (int*)malloc(10*sizeof(int));
	if (p == NULL)
	{
		return 1;
	}
		int i = 0;
		//越界訪問(wèn)
	for (i = 0; i < 40; i++)//malloc函數(shù)只是開辟了十個(gè)整型的空間，這里卻要訪問(wèn)四十個(gè)元素。
	{
		*(p + i) = 5;
	}
	for (i = 0; i < 40; i++)
	{
		printf("%d ", p[i]);
	}
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}
 
正確示例：
//動(dòng)態(tài)內(nèi)存開辟
int main()
{
 
	int* p = (int*)malloc(10*sizeof(int));
	if (p == NULL)
	{
		return 1;
	}
		int i = 0;
		
	for (i = 0; i < 10; i++)
		*(p + i) = 5;
	}
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", p[i]);
	}
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

3.使用free釋放非動(dòng)態(tài)開辟的空間

代碼如下（示例）：

//動(dòng)態(tài)內(nèi)存開辟
int main()
{
	int arr[10] = { 0 };//棧區(qū)
	int* p = arr;
	free(p);//使用free釋放非動(dòng)態(tài)開辟的空間
	p = NULL;
	return 0;
}

4.使用free釋放動(dòng)態(tài)內(nèi)存中的一部分

代碼如下（示例）:

 
//動(dòng)態(tài)內(nèi)存開辟
int main()
{
	int* p = malloc(10 * sizeof(int));
	if (p == NULL)
	{
		return 1;
	}
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		*p++ = i;//1：p一直往后走之后沒人知道起始空間的位置在哪，2：p釋放的只是后面空間的一部分，前面的空間并沒有得到釋放。
	}
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

5.對(duì)同一塊動(dòng)態(tài)內(nèi)存動(dòng)態(tài)開辟的空間多次釋放

代碼如下（示例）：

//動(dòng)態(tài)內(nèi)存開辟
int main()
{
	int* p = malloc(10 * sizeof(int));
	//使用
	//釋放
	free(p);
	//再次釋放
	free(p);//free要是傳的是空指針什么事都不會(huì)發(fā)生。
	p = NULL;
	return 0;
}

6.動(dòng)態(tài)開辟的空間忘記釋放（容易造成內(nèi)存泄露，比較嚴(yán)重）

代碼如下（示例）：

void test()
{
	int* p = malloc(10 * sizeof(int));
	if (p == NULL)
	{
		return 1;
	}
	//使用
	//忘記釋放
}
 
//動(dòng)態(tài)內(nèi)存開辟
int main()
{
	test();
	return 0;
}

二、動(dòng)態(tài)內(nèi)存錯(cuò)誤面試題分析

1.NULL指針傳參不取地址傳的也是一份臨時(shí)拷貝

例題分析：
 
void GetMemory(char* p)
{
	p = (char*)malloc(100);
}
void Test(void)
{
	char* str = NULL;
	GetMemory(str);
	strcpy(str, "hello world");
	printf(str);
}
 
int main()
{
	test();
	return 0;
}

程序運(yùn)行結(jié)果：

拷貝不成功，程序直接掛掉。

原因分析：

str傳給GetMemory函數(shù)的時(shí)候是值傳遞，所以GetMemory函數(shù)的形參p是str的一份臨時(shí)拷貝。
在GetMemory函數(shù)內(nèi)部動(dòng)態(tài)申請(qǐng)空間的地址，存放在P中，不會(huì)影響外面str，所以當(dāng)GetMemory函數(shù)返回
之后，str任然是NULL指針，所以strcpy會(huì)失敗。
當(dāng)GetMemory函數(shù)返回之后，形參p銷毀，使得動(dòng)態(tài)開辟的100個(gè)字節(jié)存在內(nèi)存泄漏。

?正確代碼：

//第一種改法：
 
char* GetMemory(char* p)
{
	p = (char*)malloc(100);
	return p;
}
void test(void)
{
	char* str = NULL;
	str = GetMemory(str);
	strcpy(str, "hello world");
	printf(str);
	free(str);
	str = NULL;
}
 
int main()
{
	test();
	return 0;
}
 
 
//第二種改法：
 
char* GetMemory(char** p)
{
	*p = (char*)malloc(100);
}
void test(void)
{
	char* str = NULL;
	GetMemory(&str);
	strcpy(str, "hello world");
	printf(str);
	free(str);
	str = NULL;
}
 
int main()
{
	test();
	return 0;
}

2.局部變量和形式參數(shù)存在于棧上

代碼如下（示例）：

//例題分析：
 
char* GetMemory(void)
{
	char p[] = "hello world";
	return p;
}
void Test(void)
{
	char* str = NULL;
	str = GetMemory();
	printf(str);
}
 
int main()
{
	test();
	return 0;
}

程序運(yùn)行結(jié)果：

打印不成功，打印的都是隨機(jī)值

原因分析：

GetMemory函數(shù)內(nèi)部創(chuàng)建的數(shù)組是在棧區(qū)上創(chuàng)建的
出了函數(shù)，p的數(shù)組的空間就還給了操作系統(tǒng)
返回的地址是沒有實(shí)際意義的，如果通過(guò)返回的地址，去訪問(wèn)內(nèi)存就是非法訪問(wèn)內(nèi)存。

?正確代碼：

char* GetMemory(void)
{
	static char p[] = "hello world";
	return p;
}
void test(void)
{
	char* str = NULL;
	str = GetMemory();
	printf(str);
}
 
int main()
{
	test();
	return 0;
}

3.動(dòng)態(tài)內(nèi)存開的空間記得free釋放掉

代碼如下（示例）

void GetMemory(char** p, int num)
{
	*p = (char*)malloc(num);
}
void Test(void)
{
	char* str = NULL;
	GetMemory(&str, 100);
	strcpy(str, "hello");
	printf(str);
}
int main()
{
	test();
	return 0;
}

錯(cuò)誤分析：

申請(qǐng)的動(dòng)態(tài)內(nèi)存空間使用完之后沒有及時(shí)free釋放掉。

正確代碼：

void GetMemory(char** p, int num)
{
	*p = (char*)malloc(num);
}
void test(void)
{
	char* str = NULL;
	GetMemory(&str, 100);
	strcpy(str, "hello");
	printf(str);
	free(str);
	str = NULL;
}
int main()
{
	test();
	return 0;
}

4.非法訪問(wèn)內(nèi)存

代碼如下（示例）

void test(void)
{
	char* str = (char*)malloc(100);
	strcpy(str, "hello");
	free(str);
	if (str != NULL)
	{
		strcpy(str, "world");
		printf(str);
	}
}
int main()
{
	test();
	return 0;
}

錯(cuò)誤分析：

申請(qǐng)的空間已經(jīng)free釋放還給操作系統(tǒng)了，及時(shí)str還記得這塊空間的起始地址，但是也不能訪問(wèn)，屬于非法訪問(wèn)內(nèi)存空間。
free完之后要及時(shí)把str置成NULL指針。

正確代碼：

void test(void)
{
	char* str = (char*)malloc(100);
	strcpy(str, "hello");
	free(str);
	str = NULL;
	if (str != NULL)
	{
		strcpy(str, "world");
		printf(str);
	}
}
int main()
{
	test();
	return 0;
}

總結(jié)：

上述給大家簡(jiǎn)單介紹了動(dòng)態(tài)內(nèi)存開辟常見的幾種問(wèn)題，也分析了往年的幾道面試題里面的錯(cuò)誤，讓我們加深了對(duì)這一章的理解，后續(xù)自己使用的時(shí)候可以有效的規(guī)避掉這些問(wèn)題。相信大家都學(xué)會(huì)了。如果上述文章有任何問(wèn)題?，歡迎大佬們提出質(zhì)疑，我會(huì)虛心學(xué)習(xí)和改正，最重要的是能共同進(jìn)步，共同成長(zhǎng)，學(xué)習(xí)好編程。

原文鏈接：https://blog.csdn.net/m0_64397675/article/details/122942990

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