常见的动态内存的错误 和 柔性数组

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💬<5>前言：之前我们说过动态内存管理的知识，今天我们来见识一下，动态内存管理常见的错误。帮助大家对动态内存管理有更深入的理解。

目录

🍍一.对NULL指针的解引用操作

🌽二.对动态开辟空间的越界访问

🏡三.对非动态开辟内存使用free释放

🍐 四.使用free释放一块动态开辟内存的一部分

🍉  五.对同一块动态内存多次释放

🍓六.动态开辟内存忘记释放（内存泄漏） 

🍉例题一.

🍚 例二：

🍒例三：

🍊柔性数组：

🍉  （1）定义：

🍉  （2）柔性数组的特点：

🍉  （3）柔性数组的使用

🍭最后：

不是一番寒彻骨，怎得梅花扑鼻香。

🍍一.对NULL指针的解引用操作

代码：

void test()
{
    int *p = (int *)malloc(INT_MAX/4);
    *p = 20;//如果p的值是NULL，就会有问题
    free(p);
}

如果 malloc 开辟空间失败就会形成对 NULL 指针的解引用。

🌽二.对动态开辟空间的越界访问

代码：

void test()
{
    int i = 0;
    int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
    if (NULL == p)
    {
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    for (i = 0; i <= 10; i++)
    {
        *(p + i) = i;//当i是10的时候越界访问
    }
    free(p);
}

malloc开辟的空间与数组一样，只不过是在堆上开辟的空间，但是也是不能越界访问的。例如上述代码我们只开辟了，是个 int 的空间所以我们在访问时就只能访问是个整形。

🏡三.对非动态开辟内存使用free释放

void test()
{
    int a = 10;
    int* p = &a;
    free(p);//ok?
}

​

🍐 四.使用free释放一块动态开辟内存的一部分

void test()
{
	int* p = (int*)malloc(100);
	p++;
	free(p);//p不再指向动态内存的起始位置
}

​这个时候在对空间进行释放就会出错。

​

🍉  五.对同一块动态内存多次释放

代码：

void test()
{
	int* p = (int*)malloc(100);
	free(p);
	free(p);//重复释放
}

​

🍓六.动态开辟内存忘记释放（内存泄漏） 

代码：

void test()
{
	int* p = (int*)malloc(100);
	if (NULL != p)
	{
		*p = 20;
	}
}
int main()
{
	test();
	while (1);
}

忘记释放不再使用的动态开辟的空间会造成内存泄漏。
切记：
动态开辟的空间一定要释放，并且正确释放,虽然代码运行起来不会有什么错误，但是内存会被一点一点吃掉，直到内存吃完了，程序停止。

🍉例题一.

void GetMemory(char* p)
{
	p = (char*)malloc(100);
}
int main()
{
	char *str=NULL;
	GetMemory(str);
	strcpy(str, "hello world");
	printf(str);
}

这里的大概思路是，定义一个指针str ，调用GetMemory函数让指针指向 malloc 开辟的空间。再将字符串拷贝到 str 所指向的空间内，最后打印字符串。

但是事实却是：​

 为什么会出现这样的错误呢？

看似我们让指针指向了 malloc 开辟的空间，但是事实上并没有改变 str 的值，因为形参 p，和实参 str，他俩只是值相同而已，对形参 p 的改变，不会影响实参 str 。所以 str 还是空的。所以后面在调用 strcpy 的时候就会出现对NULL指针的使用错误。程序就会崩掉。

这是这个代码的最大的问题，还有一些小问题，这里的 malloc 的空间并没有释放。

那这个代码改怎么改呢？我们是希望malloc开辟的空间能够交给 str 来指引。意思就是能过改变 str 的指向，使得 str 原本指向NULL，变成malloc开辟的空间。这里就想到了传址调用。所以我们要用str 的地址作为函数参数。形参用二级指针接受。

void GetMemory(char** p)
{
	*p = (char*)malloc(100);
}
int main()
{
	char* str = NULL;
	GetMemory(&str);
	strcpy(str, "hello world");
	printf(str);
	free(str);
	str=NULL;
    return 0;
}

​

还有一些同学应该早早就发现了，这里的打印字符串是不是有错误啊？我们平时不是这样的写的呀。

printf(str);

这里的打印字符串是没有错误的。

​

🍚 例二：

char* GetMemory(void)
{
	char p[] = "hello world";
	return p;
}
int main()
{
	char* str = NULL;
	str = GetMemory();
	printf(str);
	return 0;
}

 大致思路是，创建一个指针 str ，调用函数 GetMemory，函数内部创建一个字符串数组，并返回 数组名。用指针 str 经行接收，并打印。

一切都是那么的合情合理，但是结果总是那么的不尽人意。

​

 简单分析一下，我们知道函数都是在栈上面开辟函数栈帧的，函数内部创建的变量都是局部变量，局部变量随着函数栈帧的销毁而销毁。当函数返回以后就意味着函数的栈帧也就销毁了。里面的局部变量也就不再是有效的局部变量了。就算返回了那块空间的地址，但是那块空间的内容已经无效了。所以才出现这种打印出的乱码。这是一种常见的错误叫做：返回栈空间地址。

🍒例三：

int main()
{
	char* str = (char*)malloc(100);
	strcpy(str, "hello");
	free(str);
	if (str != NULL)
	{
		strcpy(str, "world");
		printf(str);
	}
	return 0;
}

​

 这里大家看到代码成功跑起来了，也得到了想要的结果。这总该没问题了吧。

其实这个代码还是有问题的，只不过编译器没有发现而已。

问题在于我们申请的空间，交给 str ，但是已经释放了，free以后就相当于是把malloc申请的空间还给 OS 了，但是 str 还是指向那块空间的。所以 str 仍不为空。 但是这里再将 "world"拷贝给 str，就是有问题的了。

🍊柔性数组：

🍉  （1）定义：

也许你从来没有听说过柔性数组（flexible array）这个概念，但是它确实是存在的。
 C99 中，结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组，这就叫做『柔性数组』成员。

实现：

typedef struct st_type
{
	int i;
	int a[0];//柔性数组成员
}type_a;

有些编译器会报错无法编译可以改成：

typedef struct st_type
{
	int i;
	int a[];//柔性数组成员
}type_a;

🍉  （2）柔性数组的特点：

 1.结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员。

2.sizeof 返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。​

3.包含柔性数组成员的结构用malloc ()函数进行内存的动态分配，并且分配的内存应该大于结构的大小，以适应柔性数组的预期大小  

🍉  （3）柔性数组的使用

typedef struct st_type
{
	int i;
	int a[0];//柔性数组成员
}type_a;
 
int main()
{
	//创建结构体，sizeof(int)*5为柔性数组开辟五个整形空间。
	type_a* stra = (int*)malloc(sizeof(type_a) + sizeof(int) * 5);
	stra->i = 100;
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		stra->a[i] = i;
	}
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		printf("%d ", stra->a[i]);
	}
	printf("stra->i=%d", stra->i);
	return 0;
}

🍭最后：

不是一番寒彻骨，怎得梅花扑鼻香。

​