指针算术运算后释放指针

Question

我的问题非常简单。假设我们有：

char* ptr = (char*) malloc(sizeof(char)*SIZE);
ptr+= SIZE/2;
free(ptr);

当我们释放指针时会发生什么？这是一种未定义的操作吗？它是否会释放所有的SIZE缓冲区还是只释放剩余的SIZE/2？ 提前感谢您为我澄清这个问题。

- Lefteris

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谢谢大家，非常具体的答案，现在我知道如何在我的引擎中处理它了。我以为会出现崩溃，直到我实际尝试了它，使用gcc和c++并没有得到任何错误或崩溃。我认为它混乱了我的内存，如果不处理，迟早会变成相当恶劣的东西。 - Lefteris

请注意，在C语言中，从malloc返回的结果不需要进行强制类型转换。 - Lundin

Answer 1

你的程序可能会崩溃：在C语言中，free()操作其实非常简单，但它只能用于原始分配的地址。

典型的内存分配器的工作方式如下伪代码：

• 申请64字节
• 分配器分配了70字节（多6个字节）
• 前2个字节设置为“签名”，一个被分配器识别的模式，用于标识由它分配的内存
• 接下来的4个字节表示已分配的大小
• 返回一个指针，指向第7个字节的开始位置

因此，当你调用 free(ptr) 时，分配器会在指针之前的6个字节处检查签名。如果找不到签名，它就会崩溃 :)

- Gui13

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非常好的解释，谢谢。我知道有签名但不确定具体细节。 - Lefteris

Answer 2

如果传递给free()的参数不匹配之前使用malloc()等函数分配的指针，则行为是未定义的。您很可能会在libc版本中遇到分段错误或失败的断言。

离题提示：在C中最好不要转换malloc()的结果。

- Michael Foukarakis

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谢谢你的回答，迈克尔。我主要使用C++进行编码，在那里我认为这是标准做法。我不知道关于C和malloc的事情。我会记住的，谢谢。 - Lefteris

Answer 3

这种行为是未定义的，很可能会导致分段错误 - 这还是“好”的情况。在最糟糕的情况下，它将损坏程序的内存并引起各种奇怪的错误和错误输出。

- phihag

Answer 4

在大多数实现中，这应该会导致某种致命错误。您只能释放已分配缓冲区的开头。

在Windows上（使用Visual Studio编译器），您通常会遇到“非有效堆指针”的错误。在Linux上，如phihag所述，通常会导致分段错误。在两种情况下，这是一个运行时错误，通常会终止程序的执行。

- Barak Itkin

Answer 5

行为是未定义的。我猜你会得到一个段错误...这就是当我在我的系统中尝试时得到的结果。

free()需要调用者传递一个由内存分配器函数（如malloc()）返回的地址。其他任何东西都会导致未定义的行为。

- BiGYaN