零大小的malloc

Question

非常简单的问题，我写了下面这个程序：

#include <stdlib.h>
int main(int argc, char ** argv)
{
    void * ptr;
    ptr = malloc(0);
    free(ptr);
}

它在我的机器上没有段错误。这是stdlib中malloc和free的可移植行为，还是我在寻找麻烦？

编辑: 看起来不可移植的是malloc返回的值。问题是关于malloc(0) + free组合，而不是ptr的值。

- shodanex

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请记住，如果这不起作用，就必须有很多特例代码。人们会根据变量或表达式一直malloc一定数量的字节，每次都必须检查零会很麻烦。 - David Thornley

相关的编程内容：https://dev59.com/JHI-5IYBdhLWcg3wFkOO - jldupont

我知道：对于这个已关闭的问题，我的评论来得非常晚。但是有时候使用malloc(0)是有用的，而这并没有被提到。在那些返回非NULL值的实现中，特别是在DEBUG版本中，它很可能会分配比您请求的更多的内存，并给您指向其内部标头之后的指针。如果您在一系列分配之前和之后获取此指针，则可以了解实际内存使用情况。 - Jesse Chisholm

Answer 1

行为是实现定义的，您将接收到一个NULL指针或地址。然而，调用接收到的指针的free应该不会导致问题，因为:

• free(NULL)没有问题，不执行任何操作
• 如果地址是从malloc（或其他如calloc等）接收到的，则free(address)没有问题

- Key

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如果返回一个地址，那么内存块的大小是多少？ - Abhishek Jaiswal

@AbhishekJaiswal 这将会是零。 - Marco

Answer 2

可以返回NULL指针，也可以返回不能被解引用的非NULL指针，这两种方式都是标准允许的(参见7.20.3)：

如果请求空间的大小为零，则行为是实现定义的：要么返回一个空指针，要么行为好像大小是一些非零值，除了返回的指针不应用于访问对象。

- dfa

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这并不是所问的问题。我不关心malloc返回的值，而是关于在指向malloc(0)返回的指针上调用free的问题。 - shodanex

这仍然是一个非常好的答案，因为它与Key的答案一起提供了完整的行为概述。 - schnaader

我认为应该是7.22.3，而不是7.20.3 - 好的，答案是在2009年写的， :) 我的意思是在C11中使用7.22.3。 - aqjune

Answer 3

抱歉给您带来麻烦，我应该先阅读man手册：

malloc() 分配大小为size的字节并返回指向分配内存的指针。内存不会被清除。如果size为0，则malloc()返回NULL或唯一指针值，稍后可以成功传递给free()。

free() 释放ptr指向的内存空间，该指针必须是之前调用malloc()、calloc()或realloc()返回的。否则，或者如果已经调用过free(ptr)，就会发生未定义行为。如果ptr为NULL，则不执行任何操作。

至少对于gnu libc而言，这似乎是正确的。

- shodanex

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“RTFM”是英文“Read The F***ing Manual”的缩写，意为“读那该死的手册”。它通常用于回答那些没有认真阅读相关文档或手册就问问题的人。 - Nick Dandoulakis

Answer 4

根据C标准，如果请求的空间大小为零，则行为是实现定义的：要么返回空指针，要么行为就像大小为非零值一样，但返回的指针不应用于访问对象。

- rohittt

Answer 5

虽然这可能是合法的C/C++，但它表明了更大的问题。我通常称之为“指针粗心大意”。

请参见“不要对malloc（0）或calloc（0）的结果做出假设”，https://www.securecoding.cert.org/confluence/display/seccode/VOID+MEMxx-A.+Do+not+make+assumptions+about+the+result+of+malloc%280%29+or+calloc%280%29。

- Jeffrey Walton

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这不是关于malloc(0)的结果，而是关于malloc(0) + free组合的问题。 - shodanex

Answer 6

更新以考虑libt和Pax的评论：

调用malloc（0）的行为取决于实现，换句话说是不可移植的，并且未定义。

有关更多详细信息，请参阅CFaq问题的链接。

- Aditya Sehgal

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ISO标准非常清楚地区分了定义、实现定义和未定义。你也应该这样做。实现定义意味着它被定义了，但是该实现的文档将告诉您它的作用。未定义意味着它可以做任何事情，包括但不限于彻底破坏宇宙。 - paxdiablo

感谢澄清（和点赞下降;-)）。我在那里使用了“未定义”的术语，有些随意。我的错。 - Aditya Sehgal

给你一个赞，因为你改正了它 :-) - paxdiablo

很高兴看到这个答案改变了，+1。 - Johannes Schaub - litb

拥有实现定义行为并不会使代码无法移植。这段代码在一个平台上可能会将ptr设置为null，在另一个平台上则设置为非null，但只要不对其进行解引用操作，那么代码就是正确的，并且可以正常工作。 - M.M

Answer 7

在我的经验中，我发现malloc（0）返回一个可以释放的指针。 但是，这会导致后续的malloc（）语句出现SIGSEGV错误。 而且这种情况非常随机。

当我添加了一个检查，如果要分配的大小为零，则不调用malloc，我就解决了这个问题。

因此，我建议不要为大小为0的内存分配空间。

-Ashutosh

- Ashutosh Singhal

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ISO C要求零大小的分配才能正常工作。它们可能会返回NULL，或者一个唯一的指针，稍后可以传递给free。如果没有最小可重现测试用例，并命名发生这种情况的确切环境：编译器版本、库、操作系统，则您的评论是无用的。 - Kaz

如果返回一个独特的指针，它将受到所有常规规则的约束。您不能访问其范围之外，这意味着指针不能被解引用：如果ptr来自malloc(size)，那么((char *) ptr)]size]不是有效字节，在这种情况下，size为0。此外，您不能多次释放它。一旦您释放它，它就变得不确定；这些指针容易出现双重释放错误。假设malloc(0)的结果可以在两个或更多位置被释放的程序将在返回NULL的平台上运行，但在其他地方可能会失败。 - Kaz