C语言 动态内存开辟常见问题解决与分析流程
时间：2023-02-27 10:34:01|栏目：C代码|点击： 次
前言
当我们用动态内存分配函数来编写程序时，在编写的过程中常常会产生一些不易被察觉，被发现的错误，例如对NULL指针的解引用操作，对动态开辟空间的越界访问，使用free释放非动态开辟的空间，使用free释放动态内存中的一部分，对同一块动态开辟的空间，多次释放，动态开辟空间忘记释放。下面我们挨个来分析，刨析一下这些个常见的动态内存开辟的问题。
一、动态内存错误
1.对NULL指针的解引用操作
代码如下（示例）：
错误示例：
//动态内存开辟
int main()
{
int* p = malloc(100000000000);
//没有对mollac函数的返回值做判空处理
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
*(p + i) = 5;
}
return 0;
}
正确示例：
//动态内存开辟
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.对动态开辟空间的越界访问
代码如下（示例）：
错误示例：
//动态内存开辟
int main()
{
int* p = (int*)malloc(10*sizeof(int));
if (p == NULL)
{
return 1;
}
int i = 0;
//越界访问
for (i = 0; i < 40; i++)//malloc函数只是开辟了十个整型的空间，这里却要访问四十个元素。
{
*(p + i) = 5;
}
for (i = 0; i < 40; i++)
{
printf("%d ", p[i]);
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
正确示例：
//动态内存开辟
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释放非动态开辟的空间
代码如下（示例）：
//动态内存开辟
int main()
{
int arr[10] = { 0 };//栈区
int* p = arr;
free(p);//使用free释放非动态开辟的空间
p = NULL;
return 0;
}
4.使用free释放动态内存中的一部分
代码如下（示例）:
//动态内存开辟
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一直往后走之后没人知道起始空间的位置在哪，2：p释放的只是后面空间的一部分，前面的空间并没有得到释放。
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
5.对同一块动态内存动态开辟的空间多次释放
代码如下（示例）：
//动态内存开辟
int main()
{
int* p = malloc(10 * sizeof(int));
//使用
//释放
free(p);
//再次释放
free(p);//free要是传的是空指针什么事都不会发生。
p = NULL;
return 0;
}
6.动态开辟的空间忘记释放（容易造成内存泄露，比较严重）
代码如下（示例）：
void test()
{
int* p = malloc(10 * sizeof(int));
if (p == NULL)
{
return 1;
}
//使用
//忘记释放
}
//动态内存开辟
int main()
{
test();
return 0;
}
二、动态内存错误面试题分析
1.NULL指针传参不取地址传的也是一份临时拷贝
例题分析：
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;
}
程序运行结果：
拷贝不成功，程序直接挂掉。
原因分析：
str传给GetMemory函数的时候是值传递，所以GetMemory函数的形参p是str的一份临时拷贝。
在GetMemory函数内部动态申请空间的地址，存放在P中，不会影响外面str，所以当GetMemory函数返回
之后，str任然是NULL指针，所以strcpy会失败。
当GetMemory函数返回之后，形参p销毁，使得动态开辟的100个字节存在内存泄漏。
正确代码：
//第一种改法：
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;
}
//第二种改法：
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.局部变量和形式参数存在于栈上
代码如下（示例）：
//例题分析：
char* GetMemory(void)
{
char p[] = "hello world";
return p;
}
void Test(void)
{
char* str = NULL;
str = GetMemory();
printf(str);
}
int main()
{
test();
return 0;
}
程序运行结果：
打印不成功，打印的都是随机值
原因分析：
GetMemory函数内部创建的数组是在栈区上创建的
出了函数，p的数组的空间就还给了操作系统
返回的地址是没有实际意义的，如果通过返回的地址，去访问内存就是非法访问内存。
正确代码：
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.动态内存开的空间记得free释放掉
代码如下（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;
}
错误分析：
申请的动态内存空间使用完之后没有及时free释放掉。
正确代码：
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.非法访问内存
代码如下（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;
}
错误分析：
申请的空间已经free释放还给操作系统了，及时str还记得这块空间的起始地址，但是也不能访问，属于非法访问内存空间。
free完之后要及时把str置成NULL指针。
正确代码：
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;
}
总结：
上述给大家简单介绍了动态内存开辟常见的几种问题，也分析了往年的几道面试题里面的错误，让我们加深了对这一章的理解，后续自己使用的时候可以有效的规避掉这些问题。相信大家都学会了。如果上述文章有任何问题 ，欢迎大佬们提出质疑，我会虚心学习和改正，最重要的是能共同进步，共同成长，学习好编程。
