打印已經從堆中重新分配的變量的地址的正確方法是什么？

Question

我正在制作一個日志記錄實用程序，該程序可以跟蹤我創建的庫中的分配和釋放。

我的程序沒有崩潰，但是我仍然對我的方法持懷疑態度。

void my_free(struct my_type *heap)
{
    if (!heap)
        logger("Fatal error: %s", "Null pointer parameter");

    // I leave this here on purpose for the application to crash
    // in case heap == NULL
    free(heap->buffer);

    void *address = heap;

    free(heap);

    logger("Heap at %p successfully deallocated", address);
    // since heap->buffer is always allocated/deallocated together with
    // heap I only need to track down the heap address
}

• 這樣有什么問題嗎？
• 我可以數字存儲地址嗎？ 像無符號整數一樣？ 默認類型是什么？

Answer 1

管理指向可能釋放的對象的指針的最佳實踐是將每個指針uintptr_t為仍然有效的uintptr_t （指向釋放之前的對象），並使用這些uintptr_t值進行打印和其他用途。

根據C 2018 6.2.4 2，“指針指向的對象（或剛過去的對象）到達其生存期結束時，其值將變得不確定。”此規則的主要原因是允許使用C實現，其中字節指針中的“地址”不包含直接存儲器地址，而是包含用於在各種數據結構中查找地址信息的信息。 釋放對象后，盡管指針中的字節沒有更改，但是那些結構中的數據可能會更改，然后嘗試使用指針可能會以各種方式失敗。 值得注意的是，嘗試打印值可能會失敗，因為以前的地址在數據結構中不再可用。 但是，由於存在該規則，因此甚至更少的奇異C實現也可以利用它進行優化，因此C編譯器可以實現free(x); printf("%p", (void *) x); free(x); printf("%p", (void *) x); 等同於free(x); printf("%p", (void *) NULL); free(x); printf("%p", (void *) NULL); ， 例如。

要解決此問題，您可以將指針另存為uintptr_t值，並將該uintptr_t值用於進一步使用，包括打印：

#include <inttypes.h>
#include <stdint.h>
...
uintptr_t ux = (uintptr_t) (void *) x;
free(x);
…
printf("%" PRIxPTR, ux);

請注意，為了嚴格遵守，我們首先將指針轉換為void * ，然后uintptr_t為uintptr_t 。 這僅僅是因為C標准沒有明確指定將任何指針轉換為uintptr_t的行為，而是指定了將指針轉換為對象的行為為void *以及將void *轉換為uintptr_t 。

Answer 2

根據C標准 ：

轉換說明符及其含義是：

...

p

該參數應為指向void的指針。 指針的值以實現定義的方式轉換為一系列打印字符。

因此，要完全符合C標准，您需要將heap為void * ：

logger("Heap at %p successfully deallocated", ( void * ) address);

您在指針上使用過free()的事實並不意味着您無法在大多數實現中打印指針的值（有關其他答案，請參閱其他答案的注釋，這可能是正確的）-這僅意味着您無法取消引用指針。

Answer 3

您的代碼很好。

如果您只想打印指針本身的值，則指針是否有效¹都無關緊要。 畢竟，您可以使用%p毫無問題地打印NULL的值， 根據定義 ，該值是無效的指針值。

顯然，如果在釋放內存后嘗試使用*heap或heap[i]做某事，則會遇到未定義的行為，並且任何事情都可能發生，但是您可以檢查或打印出所有想要的heap （或address ）而無需問題。

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1. ^{“有效”是指“指向該對象生命周期內的對象”。}

Answer 4

void *address = &heap; ->> void *address = heap;

在您的代碼中，如果本地函數參數不是它的值，則會得到該地址。

Answer 5

由於我的評分有限，因此我無法對其他人的帖子發表評論，因此在不是答案而是評論的情況下使用“答案”。

Eric Postpischil的上述答案/評論需要同行評審。 我不同意或理解他的理由。

“ ...當對象被釋放時，盡管指針中的字節沒有更改，但是那些結構中的數據可能會更改，然后嘗試使用指針可能會以各種方式失敗。值得注意的是，嘗試打印值可能會失敗因為.. “

注意標准C free（）調用的原型：void free（void * ptr）。 在調用的地方，ptr 值在免費調用之前和之后將保持不變-通過value傳遞它。

“用”指針會/可能以不同的方式失敗，如果使用我們指的是free（）調用后， 尊重它。 打印指針的值不會影響它。 即使使用實現定義了指針值表示形式，也可以通過使用％p調用printf來打印指針的（值）。

“ * ...但是，因為該規則存在，所以甚至更少的奇異C實現也可以利用它進行優化，因此C編譯器可以實現free（x）; printf（“％p”，（void *）x）;等價於free（x）; printf（“％p”，（void ）NULL）;，例如。... “

即使這樣做（編譯器），我也無法輕易看到這將優化什么，即調用特殊的最小化printf並將指針的值設置為0？ 還考慮類似的東西：

extern void my_free（void * ptr）; //在某處定義。.my_free（myptr）; printf（“％p”，myptr）;

正如您在此處建議的那樣，它沒有什么要優化的，並且它（編譯器）無法推斷出myptr的值 。

因此，不，我不同意您在現階段對C標准的解釋。

（我）編輯：

除非使用內存指針作為結構實現某些“奇異”實現，並且將其強制轉換為“用戶”的void * ..否則，在嘗試打印用戶時，用戶的堆值將為無效或null。那么每個接受void *作為指向內存的C調用都需要區分哪些void *指向沒有指向的堆-例如memcpy，memset，-然后這變得非常繁忙...