c - c 是否跟踪分配的堆内存？

Question

我知道人们一直告诉我要阅读文档，但我还没有掌握要领。我不知道在文档中寻找什么。如果您有关于如何习惯阅读文档的提示，请给我您的提示作为奖励，但现在这是我的问题。在一个简单的程序中说，如果我们分配一些内存块，我可以在完成后释放它，对吗？这是一个这样的程序，它什么都不做，但在堆中分配和解除分配内存。

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


int main(void)
{
char *s = malloc(10);
free(s);
return (0);
}

编译后，如果我们运行valgrind，我们可以看到所有东西都被释放了。现在，这里只是对之前程序的一点改动。

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


int main(void)
{
char *s = malloc(10);
s++;
free(s);
return (0);
}

在这里，在我释放它之前，我将地址递增 1，一切都乱套了。 Free 现在似乎没有分配这 block 内存(即使它是已分配内存的子集)。如果您想查看它，这是我的错误消息。

*** Error in `./a.out': free(): invalid pointer: 0x0000000001e00011 ***
Aborted (core dumped). 

所以这让我开始思考。

1. c 是否跟踪堆上分配的内存
2. 如果不是，它怎么知道什么该释放什么不该释放？
3. 如果它有这样的知识，为什么 c 在退出之前不自动解除分配这样的内存。为什么内存泄漏？

Answer 1

free 的 C 标准描述如下:

2. The free function causes the space pointed to by ptr to be deallocated, that is, made available for further allocation. If ptr is a null pointer, no action occurs. Otherwise, if the argument does not match a pointer earlier returned by a memory management function, or if the space has been deallocated by a call to free or realloc, the behavior is undefined.

由于您更改了指针，它与内存管理函数(即 m/re/calloc)返回的指针不匹配，行为是未定义，并且任何事情都可能发生。包括运行时库注意到您已尝试释放无效指针，但运行时也不需要这样做。

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至于

1. Does C keep track of memory's allocated on the heap

它可能……但不一定必须……

2. If not, how does it know what to free and what to not?

好吧，如果它确实释放了指针指向的内存，那么它显然需要对分配的大小进行某种簿记......但它不需要能够弄清楚是否有任何指针仍然指向那个内存区域。

3. And if it has such a knowledge, why doesn't c automatically deallocate such memories just before exiting. why memory leaks?

通常在操作系统退出进程后释放内存。那不是问题。真正的问题是程序仍在运行时发生的泄漏。