在C语言中，调用free()函数是否可能失败？

Question

free() 调用会失败吗？

例如：

free(NULL);

- Taichman

Answer 1

释放一个空指针不会失败。而且free函数不会返回任何错误，但释放未分配的内存、已经释放的内存或已分配块的中间部分是未定义行为 - 可能会导致内存错误并使程序中止（或更糟糕的是，它将损坏堆结构并在后续崩溃）。

甚至比这更糟糕的是，继续运行但完全破坏您的数据并将其写入磁盘，而你却没有察觉 :-)

标准文件（C99）的相关部分是第7.20.3.2节：

#include <stdlib.h>
void free(void *ptr);

free函数会释放指向ptr的空间，即可供进一步分配使用。如果ptr是空指针，则不执行任何操作。否则，如果参数与之前由calloc、malloc或realloc函数返回的指针不匹配，或者该空间已被free或realloc调用释放，则行为是未定义的。

free函数不返回任何值。

- E.Benoît

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未定义行为最让人烦恼的是它有时候能够正常工作，而不是一定会出问题。请注意，“not will cause, may cause”翻译为“不会导致，可能导致”。 - paxdiablo

实际上最令人烦恼的事情是，它通常在一些广泛使用的平台上持续起作用，因此有无数开发人员认为这是可以接受的，因为“他们已经这样做很久了”。 - sharptooth

+1 是为了区分“失败”和未定义行为。你是对的，free 没有失败的情况。导致 UB 的无效输入是另一回事。 - Steve Jessop

Answer 2

除非你引起未定义行为（例如“双重释放”或尝试free()一个字符串常量），否则free()不会失败。

- sharptooth

Answer 3

free(NULL)不做任何操作；对于一个不是通过相同的分配器（malloc，calloc等）分配或已被释放的指针进行free操作是未定义的。由于free返回void，所以它失败的唯一方式是崩溃（例如段错误）。

- Gabe

Answer 4

是的，它可以在多种情况下失败。例如：

1. 您释放了未动态分配的内容，例如栈上的变量。
2. 您分配了一个指针，然后尝试释放指针 + 1。

- Shamit Verma

Answer 5

free(NULL);

使用空指针调用free()是允许的，不会导致错误-参见：free() - Opengroup

使用已经被释放的指针调用free()通常会导致段错误并终止程序。

- IanNorton

Answer 6

根据实现方式，free()可能会失败，例如在存在内存损坏的情况下：

char *p = malloc(1000);
*(p-1)=7;
free(p);

虽然这只是一个人为制造的例子，但类似的事情也可能发生在数组的末尾或开头。你可能第一次知道它是在free()中出现保护错误。

- Rob