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c - 有没有办法将所有指向已释放内存的指针设置为 NULL？

问题描述

我想将所有指向已释放内存位置的指针设置为 NULL，这样就不会出现悬空指针或双重释放。这在C中可能吗？

例如，我有以下结构：

struct B {
    int *arr;
    unsigned int len;
};

struct A {
    struct B *b;
};

// Freeing and setting them to NULL:
bool test_safe_free() {
    struct A *a = malloc(sizeof(struct A));
    struct B *b = malloc(sizeof(struct B));
    b->arr = malloc(100 * sizeof(int));
    b->len = 100;
    a->b = b;

    safe_free_A(&a);
    return a == NULL && b == NULL;
}

void safe_free_B(struct B **b_ref) {
    if (*b_ref != NULL) free((*b_ref)->arr);
    (*b_ref)->arr = NULL;
    free(*b_ref);
    *b_ref = NULL;
}

void safe_free_A(struct A **a_ref) {
    // Before freeing A, freeing B:
    if (*a_ref != NULL) safe_free_B(&((*a_ref)->b));
    free(*a_ref);
    *a_ref = NULL;
}

该test_safe_free函数返回false，因为即使变量a在释放后设置为NULL，b仍然指向释放的内存，因为指针在a传递给函数时被复制（并且副本设置为NULL，而原始保持不变） .

我想不出一种方法，一个结构来解决这个问题，但我也不确定我正在尝试做的事情是否可能。

标签： cpointersmemory-managementdynamic-memory-allocation

解决方案

C 语言不会跟踪您对指针变量所做的所有副本。

C++ 可以通过智能指针的概念做到这一点，但是 C 不能，因为它没有类似于析构函数的功能。由程序员来跟踪任何引用并适当地管理它们。

一种方法是实现引用计数，这不是一件容易的事。您需要创建一个结构，该结构将充当所有已分配内存段的标头，这些内存段包含当前引用计数。然后，您需要为malloc和系列创建一个包装器，为标题加上请求的空间分配空间，在内存块的开头写入标题，然后在块之后返回指向内存的指针。然后，您需要一个可以增加您在创建新引用时手动调用的引用计数的函数。然后你需要一个函数来减少引用计数，free当它达到 0 时会调用它。

当然，即使你这样做了，你也需要知道何时不调用free与记住在必要时增加/减少引用计数。递增失败意味着使用释放的内存和/或双重释放，而递减失败意味着内存泄漏。

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