释放由C中的malloc()、realloc()分配的所有内存

Question

我正在尝试使用malloc()、realloc()释放所有分配的内存，但是valgrind显示存在内存泄漏。

代码示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>


int main(int argc, char *argv[]) {

    int lines_allocated = 128;
    int max_line_len = 50;

    FILE *fp;

    /* File allocate lines of text */
    char **array = (char **)malloc(sizeof(char*)*lines_allocated);
    if (array==NULL) {
        fprintf(stderr,"Out of memory (1).\n");
        exit(1);
    }

    FILE *file = fopen("file.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        fprintf(stderr,"Error opening file.\n");
        exit(2);
    }

    int il;
    for (il = 0; 1; il++) {
        int j;

        /* Have we gone over our line allocation? */
        if (il >= lines_allocated) {
            int new_size;

            /* Double our allocation and re-allocate */
            new_size = lines_allocated*2;
            array = (char **)realloc(array,sizeof(char*)*new_size);

            if (array==NULL) {
                fprintf(stderr,"Out of memory.\n");
                exit(3);
            }

            lines_allocated = new_size;
        }

        /* Allocate space for the next line */
        array[il] = malloc(max_line_len);
        if (array[il]==NULL) {
                fprintf(stderr,"Out of memory (3).\n");
                exit(4);
            }
        if (fgets(array[il], max_line_len-1, file)==NULL)
            break;

        /* Get rid of CR or LF at end of line */
        for (j=strlen(array[il])-1;j>=0 && (array[il][j]=='\n' || array[il][j]=='\r');j--)
            ;

        array[il][j+1]='\0';
    }

    /* Close file */
    fclose(file);

    /* Print and free the every element of the array */
    int cc;
    for (cc = 0; cc < il; cc++) {
        printf("%s\n", array[cc]);
        
        /* Free the every element of the array */
        free(array[cc]);
    }

    /* Free hole array */
    free(array);

    return 0;
}

valgrind ./main

valgrind --leak-check=full --show-reachable=yes ./main
==4806== Memcheck, a memory error detector
==4806== Copyright (C) 2002-2015, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al.
==4806== Using Valgrind-3.11.0 and LibVEX; rerun with -h for copyright info
==4806== Command: ./main
==4806== 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
==4806== 
==4806== HEAP SUMMARY:
==4806==     in use at exit: 50 bytes in 1 blocks
==4806==   total heap usage: 14 allocs, 13 frees, 2,192 bytes allocated
==4806== 
==4806== 50 bytes in 1 blocks are definitely lost in loss record 1 of 1
==4806==    at 0x4C2AC3D: malloc (vg_replace_malloc.c:299)
==4806==    by 0x40092E: main (in /var/www/mem/main)
==4806== 
==4806== LEAK SUMMARY:
==4806==    definitely lost: 50 bytes in 1 blocks
==4806==    indirectly lost: 0 bytes in 0 blocks
==4806==      possibly lost: 0 bytes in 0 blocks
==4806==    still reachable: 0 bytes in 0 blocks
==4806==         suppressed: 0 bytes in 0 blocks
==4806== 
==4806== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v
==4806== ERROR SUMMARY: 1 errors from 1 contexts (suppressed: 0 from 0)

如何正确释放内存？它说应该有一个额外的内存块需要释放，但是在哪里呢？

- Sebastian Rockefeller

---

请查看这篇讨论，了解为什么不应该在C语言中对malloc()和相关函数的返回值进行强制类型转换。 - Sourav Ghosh

Answer 1

for (cc = 0; cc < il; cc++) {

如果il是array的一个有效索引（确实是的），那么循环中的比较应该是：

如果il是array的一个有效索引（确实是的），那么循环中的比较应该是：

for (cc = 0; cc <= il; cc++) {

为了触发 array 的最后一个元素（并释放其内存）。

- pah

Answer 2

只需替换

for (cc = 0; cc < il; cc++)

使用

for (cc = 0; cc <= il; cc++)

为了理解这个问题，想象一下如果分配循环for (il = 0; 1; il++)只迭代一次会发生什么。在这种情况下，控制不会到达il++，因此il保持为零，并且for (cc = 0; cc < il; cc++)不会迭代任何次。通常情况下，释放循环比分配循环少迭代一次。

- Sergey

Answer 3

您的代码泄漏了最后一次分配，因为当 fgets(array[il], max_line_len-1, file) 返回 NULL 时，il 从未增加。

将 array[il] = malloc(max_line_len); 与其 NULL 检查一起移动到 fgets 之后会解决此问题。采用这种方法的另一个好处是您可以进行精确大小的分配，而不是在 max_line_len 处分配。

// Check that we will need the allocation
char temp[max_line_len];
if (fgets(temp, max_line_len-1, file)==NULL) {
    break;
}
// Allocate only when we are sure that we are going to need it
temp[max_line_len-1] = '\0';
size_t len = strlen(temp);
array[il] = malloc(len+1);
if (array[il]==NULL) {
    fprintf(stderr,"Out of memory (3).\n");
    exit(4);
}

注意：将realloc分配回要重新分配的变量可能导致泄漏先前分配给该变量的内存。这在您的代码中不是问题，因为您立即调用exit(4)，但是您应该了解此赋值的一般问题。

- Sergey Kalinichenko

Answer 4

如果您遇到各种问题，混合调用各种分配器，并且对事情非常挑剔，那么可以为各种内存分配器实现一个包装器（这可以使用宏巧妙地完成），该包装器将新分配的缓冲区的地址缓存到某个地方（例如堆栈的顶部），然后在某个时刻导航堆栈并释放所有人。不要在此处随机混合调用free()或其类似物。当某些内容被释放时，请使用零覆盖该内容，以便不会意外尝试第二次free()，这会使free()感到不安。

如何聪明地使用宏（我说过了，所以我最好让它起作用）并避免递归问题：

让我们将malloc()作为我们的第一个受害者。

在另一个源文件中，创建一个调用malloc()的函数_malloc()。

在包含所有内存分配和释放的源文件中，定义malloc()如下：

#define malloc( n )  ( *sp++ = _malloc( n ) )

必须有一段代码作为前导，设置一个堆栈并将 sp 指向其基础。使其变得足够大：你会惊讶于 malloc() 及其类似函数可能被调用的次数。在适当的时候，调用您自己的 free_all() 函数，执行以下操作：

void free_all() {  
  while( --sp >= base_of_malloc_buf_stack ) {  
    free( *sp );   
    *sp = 0; /* avoid future re-free() */    
  }  
}

- Bruce David Wilner