你如何在 C 中释放一个 2D malloc 数组？

Question

我正在用 C 创建一个二维数组； 我是否正确释放它？

// create
int n = 3;
int (*X)[n] = malloc(sizeof(int[n][n]));

// set to 0
for(int i = 0; i < n; i++) {
    for (int j = 0; j < n; j++) {
        X[i][j] = 0;
    }
}   

// is this all I need?
free(X);

Answer 1

您必须为每个malloc调用一次free 。 你的代码有一个malloc和一个free （地址相同），所以它是正确的。

Answer 2

对于每个malloc() ，必须有一个匹配的free() 。 因此，如果您在循环中调用malloc() ，那么稍后必须有一个类似的循环，该循环调用free()次数也一样多。 你的代码有一个malloc()和一个对应free()所以是的，你有free ，你需要的一切d。

我见过的分配二维数组的最常见方法是执行以下操作：

int **arr = malloc(sizeof (int *) * num_rows);

for (i = 0; i < num_rows; ++i)
        arr[i] = malloc(sizeof (int) * num_cols);
/*
  * Using `sizeof *arr` and `sizeof **arr`
  * respectively would have been more safe,
  * but for the purpose of this example, I think
  * using `int *` and `int` is simpler to
  * understand.
  */

然后稍后释放：

for (i = 0; i < num_rows; ++i)
        free(arr[i]);

free(arr);

这使得外部尺寸保持num_row指向指针的指针为INT（每个的num_row指针指向“列”的起始地址）。 所以外部维度中的每个元素都指向一行，而在每一行中，内部维度（'列'）中有num_cols元素，这只是一组num_cols整数。 这对你有意义吗？ 因此，您必须分配num_rows整数指针，并且这些指针中的每一个都指向该行的第一“列”——对于每一行，您必须为num_cols整数分配空间，因此您可以看到循环将总共num_rows * num cols整数，它们的分配方式允许您使用数组索引符号（在这种情况下是二维的 - 外部维度中的每个元素都指向“行”的开头，其中包含指向开头的指针'列'，因此是双指针）来访问元素。 我知道这可能会令人困惑，这就是为什么我试图用不同的时间/方式来描述它，但请提出任何问题，尤其是关于您特别不理解的问题，我将非常乐意与您合作你帮助理解它。

我并不是说您必须以​​这种方式创建二维数组； 你的方式也很好，我只是想告诉你这种方式，因为你很可能会遇到它，因为它很常见。

另外，看看 Valgrind。 您可以使用该工具查看您是否忘记了任何free() s / 有一个不匹配的malloc() ，并让您知道是否有任何分配的内存无法访问/泄漏（可能在调用free()之前更改了指针free()所以调用没有正确释放内存，你会得到一个泄漏）。

Answer 3

RastaJedi - 另一件需要注意的事情：在调用 free() 之后，最好将 free'd 变量设置为 NULL，这有助于防止在释放后使用。 此外，如果您在一个代码块中 malloc，然后在某个被调用的函数中释放，然后从该函数返回，有时 C 会忘记最终的释放（在您的示例中， free(arr) ），您应该将变量设置为返回时为 NULL。

我来到这里，并验证了我在我正在处理的代码中编写的 malloc 和 free 调用确实与您的“常见”方式完全一样，但一直遇到 Seg Fault，因为我在 main 中使用了 malloc，从接收数组的双间接头的辅助函数中释放。 将所有这些都包装在一个用于用户交互的 while 循环中，第二遍是检查数组头是否为 NULL，但没有将其视为 NULL，尽管在辅助函数内显式设置为 NULL。 使用调试器遍历代码是我识别行为的方式，以及我来查找的原因。

释放后，内存可用，并以各种方式（和随机）重新分配； 当具有 free() 调用的函数返回时，分配的内存已被释放，但似乎调用代码仍持有指向内存中该位置的指针。 然后存在可能的竞争条件； 当调用代码重新获得控制权时，无法保证用于数组头的变量指向的位置，因此在函数返回后将变量设置为 NULL 是一个很好的主意。

虽然您可以使用 malloc 的指针进行传递引用行为，但在某个函数内部调用 free() 之后，传递引用行为会中断（因为被引用的东西已经被释放了）。

所以，感谢您的回答，这证实了我在看问题的错误部分 - 只是想也许其他人可能会在这里绊倒，并且可能遇到与我相同的问题。