释放后还能打印字符串吗？

Question

我正在学习和测试 C 中的内存分配，我想测试如果调用 free() 会发生什么。

我预计在我运行下面的程序后可能会出现段错误或指针为 NULL。但是，我仍然可以像在输出中一样成功地打印字符串。我还尝试释放 str 两次，然后出现输出 2 错误。

看起来之前分配的内存已经成功释放，但是内存上的数据并没有清理干净。那是对的吗？如果是这样，程序什么时候会清理那些释放的内存空间？如果数据被释放但未清理，是否安全？

以上任何问题的答案都会有所帮助!谢谢!

代码

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

int main()
{
    printf("Hello, World!\n");
    char *str = (char *)malloc(24);
    char *str2 = "tutorialspoint";
    strcpy(str, str2);
    free(str);
    printf("[str] %s\n", str);
    return 0;
}

输出

Hello, World!
[str] tutorialspoint

输出2

main(83218,0x7fff9d2aa3c0) malloc: *** error for object 0x7fb0b2d00000: pointer being freed was not allocated
*** set a breakpoint in malloc_error_break to debug
Abort trap: 6

编辑

谢谢大家的热心回复。现在我明白了 C 中有一些未定义的行为 (UB)，这帮助我理解了之前让我感到困惑的其他事情，例如写入超出分配范围的字符串(如下面的代码片段中的内容)。根据 wiki，这导致了 UB ，但程序不会崩溃。

如果我说错了，请随时纠正我!

char *str = (char *)malloc(0);
char *str2 = "tutorialspoint";
strcat(str, str2);
printf("[str] %s, [addr] %p\n", str, str);

Answer 1

您需要了解未定义行为的概念。

即使您在释放字符串后打印该字符串并且它“有效”，也不意味着它有效。这只是当行为被称为未定义时可能发生的事情之一，在这种情况下是这样。

另外，指针不会是NULL除非你这样做

free(ptr);
ptr = NULL;

和free()，也不会将所有字节设置为0。

free() 函数就像它的名字所暗示的那样。它允许 malloc() 再次使用 free()d block 。指针指向的数据可能仍然没有改变，这就是为什么你仍然可以在 free() 之后打印之前的内容的原因。但是，如果您在 free() 之后取消引用指针，或者数据是否仍然存在，或者是否被完全或部分覆盖，则绝对不能保证会发生什么。

如果您在使用 free() 之后取消引用指针，那么您确实知道一件事，即行为未定义。