在C语言中释放零长度数组的分配内存

Question

我今天学了一个新技巧，就是在一个结构体末尾加上一个长度为零的数组，这样可以动态地调整数组大小以满足需要。这非常方便，可以帮助我在运行时而不是编译时决定结构体所需的空间大小，从而节省大量内存。

使用它们非常完美；然后我想起需要释放已分配的内存，于是我只是在那里写了一个free(struct); 但令我失望的是，这引发了一个错误：

    *** glibc detected *** ./program: free(): invalid next size (fast): <address>
    ======= Backtrace: =========
     <omitted>
    ======= Memory Map: ========
     <omitted>

这是一个简单的例子，代码格式很差:

   struct Stuff {
     int size; // defines the amount of bytes the entire struct will take up
     char data[0];
   }

   ...

   // This gives me an int and a char[30].
   struct Stuff *ptr = (struct Stuff *) malloc(sizeof(struct Stuff) + 30); 

   ... 
   doStuff();
   ...

   free(ptr);

我在free(ptr);处遇到了错误。

有什么想法吗？

- MaxGhost

---

你在 doStuff 方法中对 ptr 做了什么操作（问题可能就出在这里）？ - Cédric Julien

你可能在超出data的末尾并破坏堆中的某些内容 - 问题直到调用free()才会显示出来，但free()本身不是问题所在。 - Paul R

请注意，不应将 malloc 的返回值强制转换，并且长度为零的字段是非标准的，因此不可移植。后者的标准方法是省略终止数组字段的大小。 - Jens Gustedt

Answer 1

你的malloc()/free()代码没问题。为了验证，可以在malloc()和free()之间注释掉所有内容，看看问题是否消失（我敢打赌它会）。

你几乎肯定在分配的内存结尾处写入了数据（可能是在doStuff()中）。例如，如果doStuff()使用ptr->size来确定ptr->data的大小，请确保正确初始化ptr->size。

- NPE

---

这两个可能看起来像是问题的原因。我尝试在malloc之后释放内存，剩下的代码运行得很好，就好像根本没有被释放一样。我想我需要进行一番大规模的错误调试。 - MaxGhost

嗯，我在问题结构体上使用了几个memset()，似乎解决了问题。感谢你的提示！ - MaxGhost

"seemed to clear up the problem" -> "暂时掩盖了我的代码中的错误，但很可能会在以后出现问题。" - Paul R

不，你只是在假设。问题与字符串未正确终止有关，这就是为什么它会超出边界。使用memset可以解决这个问题。 - MaxGhost

Answer 2

删除doStuff()，只留下free(ptr)并重试。你还有同样的错误吗？

- Stef

Answer 3

也许你的代码在某个地方改变了ptr的值。

使用：

struct Stuff * const ptr = ...

改为：

struct Stuff * ptr = ...

在编译时检测此类问题。

- SKi

Answer 4

很可能你在doStuff()中所做的事情使用了超过结构体头部分配的30个额外字节。请确保你正在正确计算所需空间的数量。

- Graham Borland