Malloc-释放后使用内存未触发错误

Question

下面是我正在试用的C程序。它根据用户输入为所需数量的元素分配内存，为用户获取元素，打印元素和总和。

我在使用 ptr 之前使用 free 函数释放分配的内存。但是，它没有抛出任何错误，我能够 compile/run，成功地打印数组和总和。我对 malloc 和 free 的理解是，如果我们释放分配的内存并尝试访问它，它应该在编译时抛出错误吗？请澄清这个疑问。谢谢。

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

int main(void){
    int num=0;
    int *ptr=NULL;
    int sum=0;

    printf("Enter number of elements in an array: \n");
    scanf("%d",&num);

    ptr = (int *)malloc(num*sizeof(int));

    if (ptr==NULL){
        printf("Error: unable to allocate memory\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    free(ptr); //ERROR NOT TRIGGERED

    printf("Enter the elements of the array: \n");

    for(int i=0;i<num;i++){
        scanf("%d",(ptr+i));
        sum += *(ptr+i);
    }

    printf("\nArray Elements are: \n");

    for(int i=0;i<num;i++){
        printf("%d ",*(ptr+i));
    }

    printf("\nSum of array elements are: %d\n", sum);
    return 0;
}

Answer 1

这是未定义的行为。（因为您正在尝试访问一些已经释放的内存。这可能会使您的程序立即崩溃。或者它可能看起来工作得很好，但您不应该依赖它。）。

而且不，它没有。你在这里独自一人。基本上你必须跟踪你是否正在使用已经释放的内存。因为它是未定义的行为 - 你必须避免它。

另外，你预料到释放后会出现错误。不是这种情况。您可以在任何地方释放它（除非您还没有释放它）。编译器不会抱怨您将在此之后使用它 - 所以 不要调用 free。

Answer 2

既然你已经成功分配了内存，那么free绝对没有理由触发错误。但是，之后使用指针是 未定义的行为，这意味着任何事情都可能发生，包括正常工作、崩溃、格式化硬盘或将令人反感的图像发送到老板的电子邮件中。当然，最后两件事永远不会发生，但 C 规范中没有任何内容说它不能。未定义的行为是未定义的。

在指针上调用free 基本上意味着您保证不再使用该内存。如果你违背了这个承诺，那么，后果自负。

能编译出来就不奇怪了。如果出错，它将在运行时出错。

Answer 3

Using/accessing 释放后分配的内存是未定义的行为。

来自C Standards#J.2 Undefined behavior：

The value of a pointer that refers to space deallocated by a call to the free or realloc function is used (7.22.3).

检查以下内容：

1. Freeing memory

2. Using freed memory

附加：

Do not cast the return value of malloc.

Answer 4

只是为已经给出的很好的答案添加一个稍微不同的观点：

您的预期可能会抛出错误和错误可能来自具有主动内存管理（例如引用计数或垃圾收集）、复杂对象类型（例如数组对象）的熟悉语言、键值哈希表）和引用实体（对象、结构、函数、变量等）的变量。

关于 c 的重要一点是，与许多其他流行语言（比如 Java 或 Javascript 或 Python 等脚本语言相比，它是相当低级（编译为特定于平台的操作！）并且因此 1) 没有一种机制来监视特定指令是否安全地操作内存（没有运行时环境除了编译的内容) 和 2) 在 c 中，指针的值不是对实体的引用，而是内存地址 ，并且取消引用地址始终是有效的操作或在那里分配一个新值

在您的简单情况下，编译器可能会预见到问题并发出警告（实际上有内存调试工具可以帮助解决这个问题；例如 valgrind）。但是可以想象在读出之前将指针设置为不同的位置，或者作为复杂条件表达式的结果这样做。编译器通常很难在编译时捕获此类错误。

您可能遇到的一个相关运行时错误是由操作系统强加的。如果您尝试访问为您的程序分配的内存之外的内存，您的程序可能会由于操作系统内存划分而退出并出现 分段错误 。

无论如何，我认为这可能会提供一些背景知识，说明为什么访问释放的内存不仅仅是 undefined 是神秘的。这是语言简单的结果。

Malloc-释放后使用内存未触发错误

Malloc- Error not triggered for using memory after freeing

c

malloc

free