C语言中如何检查指针是否已被释放？

Question

我想检查指针是否已释放。如何使用 gnu 编译器集执行此操作？

Answer 1

你不能。跟踪此问题的方法是在释放指针后将其分配给 0 或 NULL 。然而，正如 Fred Larson 提到的，这对指向同一位置的其他指针没有任何作用。

int* ptr = (int*)malloc(sizeof(int));
free(ptr);
ptr = NULL;

Answer 2

你不能。只需在释放之后为其分配NULL即可，以确保不会释放它两次（free(NULL)也可以）。

更好的是，如果可能的话，不要在“忘记”已释放代码的地方编写代码。

编辑

将问题解释为如何查明指针指向的内存是否已释放：你做不到。你必须自己记账。

Answer 3

没有可靠的方法来判断指针是否已被释放，正如 Greg 评论的那样，释放的内存可能被其他不相关的数据占用，并且您将得到错误的结果。

事实上，没有标准方法来检查指针是否被释放。 也就是说，glibc 确实有函数（mcheck、mprobe）来查找 指针的 malloc 状态 < a href="http://www.gnu.org/s/hello/manual/libc/Heap-Consistency-Checking.html#Heap-Consistency-Checking" rel="noreferrer">堆一致性检查，其中之一是查看指针是否被释放。

但是，这些函数主要仅用于调试，并且它们不是线程的安全。 如果您不确定要求，请避免使用这些函数。只需确保您已配对 malloc/free 即可。

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示例 http://ideone.com/MDJkj：

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

void no_op(enum mcheck_status status) {}

int main()
{
    mcheck(&no_op);

    void* f = malloc(4);

    printf("%d (should be %d)\n", mprobe(f), MCHECK_OK);
    printf("%d (should be %d)\n", mprobe(f), MCHECK_OK);

    free(f);

    printf("%d (should be %d)\n", mprobe(f), MCHECK_FREE);
    printf("%d (should be %d)\n", mprobe(f), MCHECK_FREE);

    return 0;
}

Answer 4

您可以通过编写一个为您执行此操作的宏来扩展将 NULL 分配给指针值的概念。例如：

#define FREE(ptr) do{ \
    free((ptr));      \
    (ptr) = NULL;     \
  }while(0)

那么只要您确保您的代码仅使用 FREE() 而不是 free()，您就可以相当确信您编写的代码不会两次释放相同的内存。当然，这并不能阻止多次调用释放内存的库函数。它并不能保证每个 malloc 都有一个空闲空间。

您可以使用函数尝试此操作，但它会变得很尴尬，因为您必须引入引用运算符，并且它看起来不再像对 free() 的正常调用。

Answer 5

你不这样做，因为你不能。

跟踪从 malloc() 获取的指针，并且仅释放它们，并且仅释放一次。

如果你愿意的话，内存没有内存，所以它不知道它是否被分配。只有操作系统的内存管理器可以告诉您这一点（但 C 不包含任何标准化机制来查询此信息）。

Answer 6

我知道这个答案有点晚了，但我刚刚阅读了这个答案并写道一些代码
验证以下内容：

Free会将内存块放入它自己的空闲块列表中。通常它还会尝试将地址空间中的相邻块融合在一起。空闲块列表只是内存块的循环列表，其中当然在开始时有一些管理数据。
free-list也是第一个位置，malloc在需要时寻找新的内存块。 在从操作系统调用新内存之前对其进行扫描。当发现一个块比所需的内存大时，它就被分成两部分。一个返回给调用者，另一个放回空闲列表。

此代码仅检查分配的第一个指针是否已释放：

int is_freed(void *p)
{
    void * q;
    char p_addr [50];
    char q_addr [50];

    sprintf(p_addr, "%p", p);

    q = malloc (1);
    sprintf(q_addr, "%p", q);
    free (q);

    return ! strcmp(q_addr, p_addr);
}

我已在 HP-UX 和 Linux Redhat 上测试了此代码，并且对于只有一个指针的情况，它可以工作。

Answer 7

友情提示：如果您在另一个函数中将指针参数设置为NULL，并且希望影响参数（传入的原始指针），则该函数必须接受指向该指针的指针（double ptr）。

例如，

void cleanup(int *int_ptr) {
  free(int_ptr);
  int_ptr = NULL; // Not working ??
}

int main() {
  int a = 8; 
  int* a_ptr = &a;
  cleanup(a_ptr);
  printf("%p", a_ptr); // Unexpected: Does not print NULL
}

这不会按预期工作。基本原理：a_ptr 是一个指针，但它实际上只是一个包含值的变量 - 包含的值有点特殊，因为它是虚拟内存地址，但它仍然是一个值。当此值传递到 cleanup 时，与任何其他变量一样，cleanup 会创建该值的本地副本。因此，如果 a_ptr 的值为 0x7ffd86656848，则 int_ptr 也将具有值 0x7ffd86656848。将int_ptr设置为NULL当然不会将a_ptr设置为NULL。

因此，如果您希望设置int_ptr = NULL，则必须传入双指针。

void cleanup(int **int_ptr) {
  free(*int_ptr);
  *int_ptr = NULL;
}

Answer 8

编写一个函数来捕获信号 SIGABRT

Answer 9

这就是我的做法：

bool pointer_allocated(void* ptr) {
  return ptr != NULL;
}

编辑：这个答案是非常错误的，所以我会纠正它

如果你想检查指针是否被解除分配，你可以释放指针后将其设置为 NULL。

free(ptr);
ptr = NULL;

// You can use ptr != NULL or ptr != 0, its pretty much the same thing
if(ptr) {
    // Pointer is set
} else {
    // Pointer has been freed
}

如果您不打算再次使用该指针，则无需将指针设置为 NULL。在这种情况下，没有任何意义，只会浪费 CPU 时间。