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在 C 语言中使用链表时,我注意到了这种我不理解的行为。下面的示例代码说明了声明一个简单列表并用包含 *char
名称的节点填充的情况。 theName
字符串是通过附加_
命令行中给定的每个参数生成的,因此charNum 比argv[i]
大2以容纳 _
和 \0
。每个 argv
元素都会生成一个节点,该节点将添加到 main
函数的 for
循环中的列表中。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
struct node {
char* name;
struct node* next;
};
struct node*
nalloc(char* name)
{
struct node* n = (struct node*) malloc(sizeof(struct node));
if (n)
{
n->name = name;
n->next = NULL;
}
return n;
}
struct node*
nadd(struct node* head, char* name)
{
struct node* new = nalloc(name);
if (new == NULL) return head;
new->next = head;
return new;
}
void
nprint(struct node* head)
{
struct node* n = NULL;
printf("List start: \n");
for(n = head; n; n=n->next)
{
printf(" Node name: %s, next node: %p\n", n->name, n->next);
}
printf("List end. \n");
}
void
nfree(struct node* head)
{
struct node* n = NULL;
printf("Freeing up the list: \n");
while (head)
{
n = head;
printf(" Freeing: %s\n", head->name);
head = head->next;
free(n);
}
printf("Done.\n");
}
int
main(int argc, char** argv)
{
struct node* list = NULL;
char* theName = (char*) malloc(0);
int i, charNum;
for (i=0; i < argc; i++)
{
charNum = strlen(argv[i]) + 2;
theName = (char*) realloc(NULL, sizeof (char)*charNum);
snprintf(theName, charNum, "%s_", argv[i]);
list = nadd(list, theName);
}
nprint(list);
nfree(list);
free(theName);
return 0;
}
上面的代码可以正常工作:
$ ./a.out one two three
List start:
Node name: three_, next node: 0x1dae0d0
Node name: two_, next node: 0x1dae090
Node name: one_, next node: 0x1dae050
Node name: ./a.out_, next node: (nil)
List end.
Freeing up the list:
Freeing: three_
Freeing: two_
Freeing: one_
Freeing: ./a.out_
Done.
然而,当我修改此代码并在打印列表之前调用 free(theName)
时:
...
free(theName);
nprint(list);
nfree(list);
return 0;
...
缺少最后一个列表项的名称:
$ ./a.out one two three
List start:
Node name: , next node: 0x3f270d0
Node name: two_, next node: 0x3f27090
Node name: one_, next node: 0x3f27050
Node name: ./a.out_, next node: (nil)
List end.
Freeing up the list:
Freeing:
Freeing: two_
Freeing: one_
Freeing: ./a.out_
Done.
所以释放 theName
指针会影响使用它作为其名称的列表节点,但为什么早期的 realloc
不会影响其他节点?如果 free(theName)
破坏了最后一个节点的名称,我猜测 realloc
会做同样的事情,并且列表中的所有节点都将具有空白名称。
感谢大家的评论和回答。我修改了代码以删除 malloc 结果的转换,添加节点-> 名称的释放并将名称的“malloc -> multiple reallocs -> free”更改为“multiple mallocs -> free”。所以这是新代码:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
struct node {
char* name;
struct node* next;
};
struct node*
nalloc(char* name)
{
struct node* n = malloc(sizeof(struct node));
if (n)
{
n->name = name;
n->next = NULL;
}
return n;
}
struct node*
nadd(struct node* head, char* name)
{
struct node* new = nalloc(name);
if (new == NULL) return head;
new->next = head;
return new;
}
void
nprint(struct node* head)
{
struct node* n = NULL;
printf("List start: \n");
for(n = head; n; n=n->next)
{
printf(" Node name: %s, next node: %p\n", n->name, n->next);
}
printf("List end. \n");
}
void
nfree(struct node* head)
{
struct node* n = NULL;
printf("Freeing up the list: \n");
while (head)
{
n = head;
printf(" Freeing: %s\n", head->name);
head = head->next;
free(n->name);
free(n);
}
printf("Done.\n");
}
int
main(int argc, char** argv)
{
struct node* list = NULL;
char* theName;
int i, charNum;
for (i=0; i < argc; i++)
{
charNum = strlen(argv[i]) + 2;
theName = malloc(sizeof (char)*charNum);
snprintf(theName, charNum, "%s_", argv[i]);
list = nadd(list, theName);
}
nprint(list);
nfree(list);
free(theName);
return 0;
}
以上按预期工作:
$ ./a.out one two three
List start:
Node name: three_, next node: 0x1826c0b0
Node name: two_, next node: 0x1826c070
Node name: one_, next node: 0x1826c030
Node name: ./a.out_, next node: (nil)
List end.
Freeing up the list:
Freeing: three_
Freeing: two_
Freeing: one_
Freeing: ./a.out_
Done.
然而,当我将 free(theName);
放在 nprint(list);
之前时:
free(theName);
nprint(list);
nfree(list);
return 0;
在输出中缺少最后一个节点的名称并且 nfree(list);
抛出错误:
$ ./a.out one two three
List start:
Node name: , next node: 0x1cf3e0b0
Node name: two_, next node: 0x1cf3e070
Node name: one_, next node: 0x1cf3e030
Node name: ./a.out_, next node: (nil)
List end.
Freeing up the list:
Freeing:
*** glibc detected *** ./a.out: double free or corruption (fasttop): 0x000000001cf3e0d0 ***
======= Backtrace: =========
...
======= Memory map: ========
...
Aborted
当我将 free(theName);
放在 nprint(list);
之后和 nfree(list);
之前时:
nprint(list);
free(theName);
nfree(list);
return 0;
在输出中所有节点都被正确打印,但是 nprint(list);
仍然抛出错误:
$ ./a.out one two three
List start:
Node name: three_, next node: 0x19d160b0
Node name: two_, next node: 0x19d16070
Node name: one_, next node: 0x19d16030
Node name: ./a.out_, next node: (nil)
List end.
Freeing up the list:
Freeing:
*** glibc detected *** ./a.out: double free or corruption (fasttop): 0x000000001cf3e0d0 ***
======= Backtrace: =========
...
======= Memory map: ========
...
Aborted
这在我脑海中提出了另一个问题:我猜测无论如何 theName
指向的内存被释放了两次:第一次作为 node->name,第二次作为 theName,所以怎么会 free(theName);
在程序末尾调用 nfree(list);
时不会引发 double-free 错误(因为它在工作代码中)?
最佳答案
当您释放 theName 时,指针仍然指向最近添加到列表中的名称部分。它不指向列表中较早的项目,因为指针由结构元素正确管理,并且 theName 已移动以指向不同的值(最近添加的)。这就是名称为 free()d 的原因。
在释放结构元素本身之前,您还因为没有正确释放每个结构元素(即名称)内的变量而导致内存泄漏。我个人建议获得 valgrind (Linux) 或 this (windows) 并通过它运行您的程序。
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