包含堆分配内存指针的c结构的按值调用

亲爱的飞越者

在一些c和structs的实验中，我和我的一个朋友遇到了一些我们不能完全理解的东西。下面是一段代码片段，描述了一个带有int指针和变量的结构。它们都是在主函数中创建结构时设置的

我们想知道c如何处理结构上的按值调用。引用调用是所有清晰、简单的引用，所有修改的内容都会发生更改。现在，奇怪的或有趣的调用随值而来。结构作为局部变量进行复制，结构中的指针和长度值也是如此。基本上是创建指向同一堆内存的另一个指针。（如果我错了，请纠正我）

不，如果释放此指针会发生什么。这是不是意味着你在那里泄露了信息？不一定，因为这些信息可能仍然在你的页面中。但是如果你再次对指针进行malloc操作会怎么样呢

为什么信息还在那里？有没有新的malloc。这不意味着操作系统会给你一块新的内存吗？为什么这个值仍然存在？如果按值传递结构调用并将指针指向堆内存，通常会发生什么情况

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

typedef struct Struct
{
  int* array;
  int length;
} Struct;

void callByValue(Struct st)
{
  st.array[1] = 11;
  st.length = 11;

  /* This is weird */
  free(st. array);
}

void callByRef(Struct *st)
{
  st->array[1] = 22;
  st->length = 22;
}

int main()
{
  Struct s;
  s.array = malloc(2*sizeof(int));
  s.array[1] = 0;
  s.length = 0;

  printf("Before array[1]: %d length: %d\n", s.array[1], s.length);

  callByValue(s);

  printf("Caal-by-value array[1]: %d length: %d\n", s.array[1], s.length);

  callByRef(&s);

  printf("Caal-by-reference array[1]: %d length: %d\n", s.array[1], s.length);

  return 0;
}

---

当您按值调用时，代码生成一个结构副本供函数使用。所以你有这种情况

main:        s.array  ---+
                         +---> MemA (memory for 2 ints)
callByValue: st.array ---+

在

free（st.array）

之后，两个指针都无效，因为

MemA

已被释放

在您

malloc（1000…

之后，您会遇到这种情况

main:        s.array  ---> MemA (invalid pointer)
callByValue: st.array ---> MemB (memory for 1000 ints)

---

main

中的指针未更新，仍然无效。在

main

中使用指针将导致未定义的行为。

Hmm，您不会在堆上找到许多分配副本的编译器。堆栈是常见的选择。不管怎么说，这是一个重要的UB。因为在malloc之后，在打印指针之前，您没有在指针中写入任何内容。无论出于何种原因，malloc'ing再次没有改变指针指向的位置。无论如何，这是UB，所以任何事情都可能发生。你的假设是错误的。callByValue（）的st参数将复制到堆栈中。当函数返回并重置堆栈指针时，您对st或其成员所做的任何更改都将被丢弃。对于堆内存数组来说，这是不正确的，这正是我们对这个特定问题感兴趣的原因。将堆分配放在结构中是非常自然的，而且一直都是这样。唯一的问题是在调用该内存上的

free

后访问内存。但是，在释放内存后，我们可以通过引用其他函数给出结构并修改数组。首先，我们没有再去马洛克，我们想的正是你所描述的。但是，我们可以访问指针并更改堆中的数据……是的，这就是未定义行为（undefined behavior，UB）的问题。有时你的程序看起来是有效的，即使它完全错了。C语言不提供针对UB的保护，作为程序员，您有义务避免UB。可以帮助您在程序中查找UB的工具之一是。我建议您使用valgrind运行代码，看看会出现什么错误。那么，为什么我会先删除空间，然后释放空间，然后访问它，这样操作系统就不会抱怨了。这仅仅是起作用的页面问题吗？因为这可以解释这个问题。操作系统并不在乎。您使用

malloc

请求内存。您可以使用

free

放弃对内存的控制。在

释放后

，操作系统可能会将内存用于其他用途。如果在操作系统将内存用于其他用途之后再使用内存，那么任何事情都可能发生。因此未定义的行为。感谢澄清！

main:        s.array  ---> MemA (invalid pointer)
callByValue: st.array ---> MemB (memory for 1000 ints)