包含指向堆分配内存的指针的 C 结构体的按值调用

Question

亲爱的 stackoverflowers。

在尝试使用 c 和结构时，我和我的一个 friend 遇到了一些我们无法完全理解的事情。下面是描述带有 int 指针和变量的结构的代码片段。它们都是在主函数中创建结构时设置的。

我们想知道 c 如何处理结构上的按值调用。引用调用是所有清晰、简单的引用，并且所有修改的内容都会发生变化。现在奇怪或有趣的是按值调用。该结构被复制为局部变量，结构中的指针和长度值也被复制。基本上创建另一个指向同一堆内存的指针。 (如果我错了请纠正我)。

不，如果你释放这个指针会怎样。这是否意味着您丢失了那里的信息？不一定，因为信息可能仍然存在并在您的页面内。但是如果你再次 malloc 指针怎么办？

为什么信息仍然存在？有和没有新的 malloc。这不是意味着操作系统给了你一 block 新的内存吗？为什么这个值还存在？如果您传递带有指向堆内存的指针的按值调用结构，通常会发生什么？

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

typedef struct Struct
{
  int* array;
  int length;
} Struct;

void callByValue(Struct st)
{
  st.array[1] = 11;
  st.length = 11;

  /* This is weird */
  free(st. array);
}

void callByRef(Struct *st)
{
  st->array[1] = 22;
  st->length = 22;
}

int main()
{
  Struct s;
  s.array = malloc(2*sizeof(int));
  s.array[1] = 0;
  s.length = 0;

  printf("Before array[1]: %d length: %d\n", s.array[1], s.length);

  callByValue(s);

  printf("Caal-by-value array[1]: %d length: %d\n", s.array[1], s.length);

  callByRef(&s);

  printf("Caal-by-reference array[1]: %d length: %d\n", s.array[1], s.length);

  return 0;
}

输出

Before array[1]: 0 length: 0
Caal-by-value array[1]: 11 length: 0
Caal-by-reference array[1]: 22 length: 22

Answer 1

当您按值调用时，代码会创建结构的副本以供函数使用。所以你有这种情况

main:        s.array  ---+
                         +---> MemA (memory for 2 ints)
callByValue: st.array ---+

在free(st.array)之后，两个指针都无效，因为MemA已被释放。

在malloc(1000...)之后，你会遇到这种情况

main:        s.array  ---> MemA (invalid pointer)
callByValue: st.array ---> MemB (memory for 1000 ints)

main 中的指针不会更新并且仍然无效。在 main 中使用指针将导致未定义的行为。