c - 有没有办法将所有指向已释放内存的指针设置为 NULL？

Question

我想将所有指向已释放内存位置的指针设置为 NULL，这样就不会出现悬空指针或双重释放。这在C中可能吗？

例如，我有以下结构:

struct B {
    int *arr;
    unsigned int len;
};

struct A {
    struct B *b;
};

// Freeing and setting them to NULL:
bool test_safe_free() {
    struct A *a = malloc(sizeof(struct A));
    struct B *b = malloc(sizeof(struct B));
    b->arr = malloc(100 * sizeof(int));
    b->len = 100;
    a->b = b;

    safe_free_A(&a);
    return a == NULL && b == NULL;
}

void safe_free_B(struct B **b_ref) {
    if (*b_ref != NULL) free((*b_ref)->arr);
    (*b_ref)->arr = NULL;
    free(*b_ref);
    *b_ref = NULL;
}

void safe_free_A(struct A **a_ref) {
    // Before freeing A, freeing B:
    if (*a_ref != NULL) safe_free_B(&((*a_ref)->b));
    free(*a_ref);
    *a_ref = NULL;
}

test_safe_free函数返回 false，因为即使变量 a释放后设置为NULL， b仍然指向释放的内存，因为指针在 a 时被复制(并且副本设置为 NULL，而原始保持不变)传入函数。

我想不出一种方法，一个结构来解决这个问题，但我也不确定我正在尝试做的事情是否可能。

Answer 1

C 语言不会跟踪您对指针变量所做的所有副本。

C++ 可以通过智能指针的概念做到这一点，但是 C 不能，因为它没有类似于析构函数的功能。由程序员来跟踪任何引用并适本地管理它们。

一种方法是实现引用计数，这不是一件容易的事。您需要创建一个结构，该结构将充当所有已分配内存段的 header ，这些内存段包含当前引用计数。然后您需要为 malloc 创建一个包装器。和为头部分配空间的族加上请求的空间，在内存块的开头写入头部，然后在 block 之后返回指向内存的指针。然后，您需要一个可以增加您在创建新引用时手动调用的引用计数的函数。然后你需要一个函数来减少引用计数，它会调用 free当它达到0时。

当然，即使你这样做了，你也知道什么时候不应该调用 free。记得在必要时增加/减少引用计数。递增失败意味着使用释放的内存和/或双重释放，而递减失败意味着内存泄漏。