如何正确释放数组而不出现错误？

Question

我在 @GWW 的帮助下想出了这段代码，现在我无法释放 char**。

这是我的代码（它只是读取输入文件并在屏幕上打印其中的名称）：

    /*   deallocate2D
corresponding function to dynamically deallocate 2-dimensional array using
 * malloc.
 * accepts a char** as the "array" to be allocated, and the number of rows.
 * as with all dynamic memory allocation, failure to free malloc'ed memory
 * will result in memory leaks
 */
void deallocate2D(char** array, int nrows) {

    /*  deallocate each row  */
    int i;
    for (i = 0; i < nrows; i++) {
        free(array[i]);
    }

    /*  deallocate array of pointers  */
    free(array);
}

int readInputFile(FILE *fp, char **file_images) {
    num_lines = 0;
    int s = 10;
    char line[MAX_LENGTH];
    char **final_filenames;

    while (fgets(line, sizeof line, fp) != NULL) /* read a line */ {
        if (line[0] != '\n') {
            if (num_lines >= s) {
                s += 100;
                if ((file_images = (char**) realloc(file_images, s * sizeof (char*))) == NULL) {
                    printf("Error reallocating space for 2d array: %s\n", strerror(errno));
                    return -1;
                }
            }
            if ((file_images[num_lines] = malloc(MAX_LENGTH * sizeof (char))) == NULL) {
                printf("Error allocating space for 2d array: %s\n", strerror(errno));
                return -1;
            }

            strncpy(file_images[num_lines], line, MAX_LENGTH);
            if (file_images[num_lines] == NULL) {
                printf("Strncpy failed: %s\n", strerror(errno));
                return -1;
            }
            printf("name of file %d is: %s \n", num_lines, file_images[num_lines]);
            num_lines++;
        }
    }
    printf("Num_lines: %d\n",num_lines);
    //realloc to number of lines in the file, to avoid wasting memory
    if ((final_filenames = realloc(file_images, num_lines * sizeof (char*))) == NULL) {
        printf("Error reallocating space for 2d array: %s\n", strerror(errno));
        return -1;
    } else {
        file_images = final_filenames;
        deallocate2D(final_filenames, num_lines);
    }
    return 0;
    //don't forget to free lines 2d array! (here or at the end of the code)
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    //pixel* image;
    char **images_filenames;

    //check parameters
    if (argc < 4) {
        printf("Incorrect usage.\nPlease use \"./invert input_filename.ppm charWidth charHeight \"\n");
        return -1;
    }

    printf("Opening input file [%s]\n", argv[1]);
    FILE *fpin = fopen(argv[1], "r");
    if (fpin == NULL) {
        printf("Could not open input file\n");
        return -1;
    }
    if ((images_filenames = ((char**) malloc(10 * sizeof (char*)))) == NULL) {
        printf("Error allocating initial space for 2d array: %s\n", strerror(errno));
        return -1;
    }

    if (readInputFile(fpin, images_filenames) == -1) {
        printf("Error reading image filenames from input\n");
        return -1;
    }

    fclose(fpin);
    printf("###########\n");

    deallocate2D(images_filenames, num_lines);

    printf("Done!\n");
    return 0;
}

所以，我不明白为什么我不能 free final_filenames 和images_filenames。

这段代码给我的错误是：

*** glibc detected *** ./main: double free or corruption (!prev): 0x0986d228 ***

如何正确释放我的数组而不出现错误？

Answer 1

问题是您正在释放一个可能已经被释放的指针，并且您不知道正在使用多少空间没有指向最近分配的空间的指针（通常）所以你不能准确地释放内存。在 main() 中，您：

char **images_filenames;                     

[...]                                

if ((images_filenames = ((char**) malloc(10 * sizeof (char*)))) == NULL) {

[...]

if (readInputFile(fpin, images_filenames) == -1) {

[...]

deallocate2D(images_filenames, num_lines);

分配 10 个字符指针，然后将该数组传递给 readInputFile() 函数。在该函数内部，有重新分配数组的代码，但您没有提供主程序知道新地址是什么的方法。这样做的方法是要么传递一个指针到您想要修改的任何内容，要么让函数返回修改后的值（或者您采取肮脏的做法，例如使用全局变量而不是参数 - 但您不应该这样做）。

因此，您需要：

if (readInputFile(fpin, &images_filenames) == -1) {

在 readInputFile() 函数中，您需要进行大量更改 - 处理三指针参数的大更改，以及各种编码问题：

int readInputFile(FILE *fp, char ***ppp_files)
{
    num_lines = 0;
    int s = 10;
    char line[MAX_LENGTH];
    char **file_images = *ppp_files;
    char **final_filenames;

---

更新：我没有注意到这只是初始化 num_lines，而不是声明它。因此，num_lines 必须是某种全局变量......下面的一些评论需要调整以允许这一点。

---

到目前为止，变化（几乎）微不足道；我们得到一个指向“char **”的指针，因此是三重指针参数。为了简化以下代码，请在旧名称 (file_images) 下创建参数的本地副本，并使用参数指向的值对其进行初始化。接下来的代码可以继续使用file_images；只需确保在返回之前更新参数即可。

除了...

您假设 s = 10'，但实际上，您应该让 main 函数告诉您有多少行可用。它确实分配了 10 行，但如果不仔细检查的话，并不清楚情况是否如此。您应该让 main() 程序显示预先分配了多少行 - 函数的额外参数。您还面临这样的问题：main() 程序无法告诉 deallocate2D() 函数数组中有多少行，因为它不知道。目前尚不清楚您的代码如何编译；这里有一个局部变量 num_lines，但在 main() 中有一个对变量 num_lines 的引用，但没有声明。局部变量屏蔽任何全局变量。

    while (fgets(line, sizeof line, fp) != NULL) {
        if (line[0] != '\n') {
            if (num_lines >= s) {
                s += 100;

添加大量行是个好主意；它“摊销”重新分配的成本。

               if ((file_images = (char**) realloc(file_images, s * sizeof (char*))) == NULL)

不过，您使用的技术存在一些具体问题。
纯代码风格：当一行包含带有嵌入式赋值的 if 并且它变得太长时，请在条件之前将赋值拆分出来：

                file_images = (char**) realloc(file_images, s * sizeof (char*));
                if (file_images == NULL)

现在只剩下一个微妙的错误。如果realloc()失败会发生什么...

没错，你已经泄漏了内存，因为file_images中的值为空，所以没有办法释放它的内容用来指。 永远不要写：

x = realloc(x, size);

失败时会泄漏内存！因此，您需要：

                char **new_space = realloc(file_images, s * sizeof (char*));
                if (new_space == NULL)
                {
                    printf("Error reallocating space for 2d array: %s\n",
                           strerror(errno));
                    *ppp_files = file_images;
                    return -1;
                }
            }

作为一般规则，错误消息应打印在 stderr 上；我还没修好这个

请注意，我小心地将 file_images 的最后一个（非空）值复制回主程序中的变量中。对大小也做同样的事情（另一个接口更改）可能是合适的，或者使用结构来封装数组 - 大小和指向其基数的指针。

        if ((file_images[num_lines] = malloc(MAX_LENGTH * sizeof (char))) == NULL)
        {
             printf("Error allocating space for 2d array: %s\n", strerror(errno));
             return -1;              
        }

此错误返回需要设置*ppp_files = file_images;。

            strncpy(file_images[num_lines], line, MAX_LENGTH);


            if (file_images[num_lines] == NULL) {               
                printf("Strncpy failed: %s\n", strerror(errno));
                return -1;
            }                                                                   

这个测试很奇怪；您知道 file_images[num_lines] 不为 null，并且 strncpy() 不会改变这一点。您不需要测试和错误处理。

            printf("name of file %d is: %s \n", num_lines, file_images[num_lines]);
            num_lines++;
        }                                                              
    }
    printf("Num_lines: %d\n",num_lines);

好的...

    //realloc to number of lines in the file, to avoid wasting memory

手感很好。这几乎不值得；即使在 64 位机器上，您最多浪费不到 1 KiB。不过，保持整洁也没什么坏处——很好。

    if ((final_filenames = realloc(file_images, num_lines * sizeof (char*))) == NULL) {
        printf("Error reallocating space for 2d array: %s\n", strerror(errno));
        return -1;

同样，您需要在返回之前设置*ppp_files = file_images;。

    } else {
        file_images = final_filenames;

这不会影响 main() 程序中的值。它需要再次是*ppp_files = file_images;。

        deallocate2D(final_filenames, num_lines);

等等——你释放了所有精心分配的空间吗？所以你最终不会使用它吗？上面的赋值只是复制了一个指针值；它没有复制内存......

    }
    return 0;
    //don't forget to free lines 2d array! (here or at the end of the code)
}

这个评论是错误的 - 成功返回后，内存已经被释放。

---

让我猜一下 - 你不使用“vim”或其他“vi”衍生词进行编辑。在第 1 列中确实有其函数的左大括号的人，因为这样您就可以使用 ']]' 或 '在文件中向前或向后跳转到下一个或上一个函数的开头>[['。处理不起作用的代码是令人厌烦的。

---

嗯，这是一个开始的诊断...这是使用结构来转发文件名数组的工作代码。我使用从结构中复制的局部变量保留了 readInputFile() 函数的主体，并确保结构始终正确更新。

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

enum { MAX_LENGTH = 512 };

typedef struct FileNameArray
{
    size_t   nfiles;    /* Number of file names allocated and in use */
    size_t   maxfiles;  /* Number of entries allocated in array */
    char   **files;     /* Array of file names */
} FileNameArray;

static void deallocate2D(FileNameArray *names)
{
    for (size_t i = 0; i < names->nfiles; i++)
        free(names->files[i]);
    free(names->files);
    names->nfiles   = 0;
    names->files    = 0;
    names->maxfiles = 0;
}

static int readInputFile(FILE *fp, FileNameArray *names)
{
    int    num_lines  = names->nfiles;
    int    max_lines  = names->maxfiles;
    char **file_names = names->files;
    char line[MAX_LENGTH];
    char **final_filenames;

    while (fgets(line, sizeof line, fp) != NULL)
    {
        if (line[0] != '\n')
        {
            /* Remove newline from end of file name */
            char *nl = strchr(line, '\n');
            if (nl != 0)
                *nl = '\0';
            if (num_lines >= max_lines)
            {
                max_lines += 100;
                char **space = realloc(file_names, max_lines * sizeof (char*));
                if (space == NULL)
                {
                    fprintf(stderr, "Error reallocating space for 2d array: %s\n",
                            strerror(errno));
                    return -1;
                }
                names->maxfiles = max_lines;
                names->files = space;
                file_names = space;
            }
            if ((file_names[num_lines] = malloc(strlen(line) + 1)) == NULL)
            {
                fprintf(stderr, "Error allocating space for 2d array: %s\n",
                        strerror(errno));
                return -1;
            }
            names->nfiles++;
            strcpy(file_names[num_lines], line);
            printf("name of file %d is: %s \n", num_lines, file_names[num_lines]);
            num_lines++;
        }
    }

    printf("Num_lines: %d\n", num_lines);
    //realloc to number of lines in the file, to avoid wasting memory
    if ((final_filenames = realloc(file_names, num_lines * sizeof (char*))) == NULL)
    {
        fprintf(stderr, "Error reallocating space for 2d array: %s\n",
                strerror(errno));
        return -1;
    }
    names->maxfiles = num_lines;
    names->files    = final_filenames;
    return 0;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    FileNameArray names = { 0, 0, 0 };

    //check parameters
    if (argc < 4)
    {
        fprintf(stderr, "Usage: %s input_filename.ppm charWidth charHeight\n",
                argv[0]);
        return -1;
    }

    printf("Opening input file [%s]\n", argv[1]);
    FILE *fpin = fopen(argv[1], "r");
    if (fpin == NULL) {
        fprintf(stderr, "Could not open input file %s (%s)\n",
                argv[1], strerror(errno));
        return -1;
    }

    if ((names.files = malloc(10 * sizeof (char*))) == NULL)
    {
        fprintf(stderr, "Error allocating initial space for 2d array: %s\n",
                strerror(errno));
        return -1;
    }
    names.maxfiles = 10;

    if (readInputFile(fpin, &names) == -1)
    {
        fprintf(stderr, "Error reading image filenames from input\n");
        return -1;
    }

    fclose(fpin);
    printf("###########\n");

    deallocate2D(&names);

    printf("Done!\n");
    return 0;
}