c - 自由动态分配数组 C

Question

我有点进退两难，因此，首先，如果接下来的问题会有点笨拙，或者以前是否有人问过(虽然我找不到这些问题的答案)，我想道歉).

不管怎样，我就以一个任务为例来说明一下(不是作业，只是为了我的问题)。开始了:

Given a string from stdin index each word, then print each word on one line.
Example:
str[] = "Stack is awesome"
str_index {
    [0] => "Stack"
    [1] => "is"
    [2] => "awesome"
}

我知道有很多方法可以解决这个问题，但是，还是为了我的问题

裸露这个解决方案:

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

/* fgets adds an unwanted '\n' at the end, so I made
 * a special function to read from stdin that removes
 * that '\n'.
 */
int read(char *str, int size) {
    // fgets adds an unwanted '\n' at the end, so we remove it
    fgets(str, size, stdin);

    int length = strlen(str);
    str[length - 1] = '\0';

    return length;
}

/* A function that breaks a string into words, indexes them
 * and prints them out, all done dynamically with malloc.
 */
void str_index(char *str) {
    char **index, *ptr;
    int i = 0, number_of_words;

    index = malloc(sizeof(char *));

    ptr = strtok(str, " ");
    for(i = 0; ptr != NULL; i++) {
        index = realloc(index, (i + 1) * sizeof(char *));
        index[i] = malloc(50 * sizeof(char));
        strcpy(index[i], ptr);
        ptr = strtok(NULL, " ");
    }
    number_of_words = i;

    for(i = 0; i < number_of_words; i++) {
        printf("%s\n", index[i]);
    }

    return;
}

int main() {
    char str[250];
    read(str, 250);
    str_index(str);

return 0;

问题

1. 我必须在哪里释放动态分配的数组在 str_index 中？
2. 我们必须在函数 str_index 中释放它们吗？如果是这样，为什么？我所知道的是当一个函数完成后执行所有本地变量被销毁。
3. 为什么我们必须在 main 中释放它们？ main 也不是函数吗，因此，在完成执行后，该函数中定义的所有变量都将被销毁。

Answer 1

我猜你正在上大学类(class)。大学类(class)的问题(在我看来)是他们从教授高级语言开始，在那里一切都神奇地完成了，然后教你一种低级语言。如果我统治世界，每个人都会从汇编程序开始，然后是 C，然后被允许“进步”到 Java 等。

对于您的问题，您遇到的问题是假设“事情可能会神奇地完成”。 C 根本没有什么神奇的作用。特别是，如果您使用 malloc() 或 calloc() 任何东西，或者使用使用堆分配器的东西分配任何东西(例如 strdup())，您有责任释放它。你需要明确地这样做。如果不这样做，就会发生内存泄漏。因此，首要问题是“如果我分配了它，我必须确保它被释放”。第二个问题是“如果我使用的库可能已经分配了东西，我需要弄清楚如何确保它知道我已经完成，以便它可以释放东西”。如果您牢记这一点，您的 C 编程生活将会很幸福，valgrind 将成为您的 friend 。

现在让我们考虑您的问题:

1. 您问应该在哪里释放动态分配的内存。从技术上讲，在此示例中，您不需要这样做，因为退出程序将释放堆上的所有内存。但是，假设您想重复使用此功能。您希望在不再使用分配后立即释放它。在给出的示例中，它会紧接在 return 之前。如果您有其他函数退出，请确保在每次 return 之前释放您的分配。一个有用的错误处理提示是通过相同的代码退出，并且每当您 free() 分配时，还将指向分配的指针设置为 NULL。在入口处，还将指针初始化为 NULL。然后在退出时(goto 的有效使用)，您可以简单地检查指针是否为 NULL，如果它不为空，则 free() 它。 (事实上​​ ，一旦您变得非常自大，您就会知道在大多数平台上 NULL 上的 free() 是空操作，因此您可以无条件地释放它)。将指针设置为 NULL 位是为了避免双重释放。

2. 这就是栈和堆的区别。局部变量分配在堆栈上。当函数返回时，C 会自动销毁它们。这是 C 所具有的为数不多的魔法之一。请注意，我说它破坏了变量，而不是它们指向的东西。因此，如果您有一个指向局部变量中已分配(堆)内存的指针，并且该函数返回，它将“释放”该变量(从某种意义上说，它将不再位于堆栈中)，但已分配(堆)内存不会被释放。这就是为什么您必须释放仅在函数中引用的堆分配内存，然后才能通过退出函数销毁指向它的指针 - 请参阅上面对 1 的回答。

3. 在您的示例中，您不需要释放 main() 中的任何内容。如果您将函数编码为返回指向堆上内存的指针(例如，如果您编写了与 strdup() 等效的代码)，那么您的 main() 函数需要 free() 那个。这提出了一个重要的观点，即调用者需要什么来 free() 取决于被调用函数的设计方式。因此，被调用的函数在文档中使这一点显而易见是很重要的。