C 问题：void** 双间接指针上的单次取消引用

Question

我收到此消息：

expected 'void **' but argument is of type 'char **'

当我尝试编译类似的内容时：

void myfree( void **v )
{
    if( !v || !*v )
        return;

    free( *v );
    *v = NULL;

    return;
}

在阅读了有关堆栈溢出的问题后，我找到了我认为的解决方案：
处理双重间接时避免出现不兼容的指针警告 - 堆栈内存溢出/a>

所以我调整成这样：

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

void myfree( void *x )
{
    void **v = x;

    if( !v || !*v )
        return;

    free( *v );
    *v = NULL;

    return;
}

int main( int argc, char *argv[] )
{
    char *test;

    if( ( test = malloc( 1 ) ) )
    {
        printf( "before: %p\n", test );
        myfree( &test );
        printf( "after: %p\n", test );
    }

    return 0;
}

这是合法的C吗？我正在取消引用 void 指针，不是吗？

谢谢各位


编辑 2010 年 10 月 12 日下午 4:45 美国东部时间：
正如已经指出的那样，free(NULL) 是安全的，并且受到 C 标准的保护。另外，如下所述，我上面的示例不合法 C。请参阅 caf 的答案、Zack 的答案和我自己的答案。

因此，对我来说，将任何要分配的指针初始化为 NULL ，然后直接在代码中直接使用 free() 和 NULL 会更容易：

free( pointer );
pointer = NULL;

我在 myfree() 中检查 NULL 的原因如下我这样做是因为我使用 fclose() 的经验。 fclose(NULL) 可能会出现段错误，具体取决于平台（例如 xpsp3 msvcrt.dll 7.0.2600.5512），因此我（错误地）假设 free() 可能会发生同样的情况。我想，与其用 if 语句弄乱我的代码，不如在函数中更好地实现。

感谢大家的积极讨论

Answer 1

不，这不合法的C，除非您将void *对象的地址传递给myfree()（所以您不妨只保留原来的定义）。

原因是在您的示例中，类型 char * 的对象（在 main() 中声明为 test 的对象）通过void * 类型的左值（myfree() 中的左值 *v）。 C 标准第 6.5 条规定：

7 对象的存储值只能由左值访问
具有以下之一的表达式
以下类型：

——与对象的有效类型兼容的类型，
— 与有效类型兼容的类型的合格版本 
物体，
— 与有效值相对应的有符号或无符号类型
对象的类型，
— 对应于限定的有符号或无符号类型的类型
对象有效类型的版本，
— 包含上述之一的聚合或联合类型
其成员之间的类型（递归地包括子聚合的成员）
或包含联合），或
— 字符类型。

由于 void * 和 char * 不是兼容类型，因此此约束已被打破。两种指针类型兼容的条件在§6.7.5.1中描述：

对于两个指针类型
兼容，两者应相同
合格且两者均应为指针
兼容类型。

为了达到你想要的效果，你必须使用一个宏：（

#define MYFREE(p) (free(p), (p) = NULL)

不需要检查NULL，因为free(NULL)是合法的。请注意，这个宏计算p 两次）。

Answer 2

这是完全合法的，但可能会让阅读您代码的其他人感到困惑。

您还可以使用强制转换来消除警告：

myfree((void **)&rest);

这更具可读性和可理解性。

Answer 3

在 C 中，你别无选择，只能在此处引入强制转换。我将使用宏来确保在调用站点正确完成事情：

void
myfree_(void **ptr)
{
    if (!ptr || !*ptr) return;
    free(*ptr);
    *ptr = 0;
}
#define myfree(ptr) myfree_((void **)&(ptr))

[实际上，您可以将函数和宏命名为“myfree”，这要归功于 C 的无无限宏递归规则！但这会让人类读者感到困惑。根据caf的回答下面的长篇讨论，我还将规定这里的语句*ptr = 0通过void**别名修改未知类型的对象，这是运行时- 未定义的行为 - 然而，我的明智观点是，它不会在实践中引起问题，并且它是普通 C 中可用的最不坏的选择； caf 的宏对它的参数求值两次似乎更有可能（对我来说）引起真正的问题。]

在 C++ 中，您可以使用模板函数，它在三个方面更好：它避免了需要在调用站点获取任何内容的地址，它不会破坏类型正确性，并且如果您不小心将非指针传递给 myfree，您将收到编译时错误而不是运行时崩溃。

template <typename T>
void
myfree(T*& ptr)
{
    free((void *)ptr);
    ptr = 0;
}

当然，在 C++ 中，您还有更好的选择，例如智能指针和容器类。

最后，应该提到的是，熟练的 C 程序员会避开这种包装器，因为当您刚刚释放的内存的指针的另一个副本挂在某处时，它对您没有帮助 - 而这正是您需要帮助的时候。

Answer 4

咖啡馆的答案是正确的：不，这是不合法的。正如扎克指出的那样，以这种方式违法显然最不可能引起问题。

我在 comp.lang.c 常见问题列表·问题 4.9，它指出必须使用中间 void 值。

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

void myfree( void **v )
{
    if( !v )
        return;

    free( *v );
    *v = NULL;

    return;
}

int main( int argc, char *argv[] )
{
    double *num;

    if( ( num = malloc( sizeof( double ) ) ) )
    {
        printf( "before: %p\n", num );

        {
            void *temp = num;
            myfree( &temp );
            num = temp;
        }

        printf( "after: %p\n", num );
    }

    return 0;
}