C語言中的內存錯誤等問題

非法內存操作分析

結構體成員指針未初始化
沒有爲結構體指針分配足夠的內存

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

struct Demo
{
    int* p;
};

int main()
{
    struct Demo d1;
    struct Demo d2;
    
    int i = 0;
    
    for(i=0; i<10; i++)
    {
        d1.p[i] = 0; // 指針未初始化
    }
    
    d2.p = (int*)calloc(5, sizeof(int));
    
    for(i=0; i<10; i++)
    {
        d2.p[i] = i; // 沒有分配足夠的內存
    }
    
    free(d2.p);
    
    return 0;
}

內存初始化分析

內存分配成功，但並未初始化

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

int main()
{
    char* s = (char*)malloc(10);
    
    printf(s); // 未初始化
    
    free(s);
       
    return 0;
}

內存越界分析

數組越界

#include <stdio.h>

void f(int a[10])
{
    int i = 0;
    
    for(i=0; i<10; i++)
    {
        a[i] = i; // 數組越界
        printf("%d\n", a[i]);
    }
}

int main()
{
    int a[5];
    
    f(a);
       
    return 0;
}

內存泄露分析

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

void f(unsigned int size)
{
    int* p = (int*)malloc(size*sizeof(int));
    int i = 0;
    
    if( size % 2 != 0 )
    {
        return; // 未釋放，內存泄漏
    }
    
    for(i=0; i<size; i++)
    {
        p[i] = i;
        printf("%d\n", p[i]);
    }
    
    free(p);
}

int main()
{
    f(9);
    f(10);
       
    return 0;
}

多次指針釋放

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

void f(int* p, int size)
{
    int i = 0;
    
    for(i=0; i<size; i++)
    {
        p[i] = i;
        printf("%d\n", p[i]);
    }
    
    free(p);
}

int main()
{
    int* p = (int*)malloc(5 * sizeof(int));
    
    f(p, 5);
    
    free(p); //多次釋放
       
    return 0;
}

使用已釋放的指針

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

void f(int* p, int size)
{
    int i = 0;
    
    for(i=0; i<size; i++)
    {
        printf("%d\n", p[i]);
    }
    
    free(p);
}

int main()
{
    int* p = (int*)malloc(5 * sizeof(int));
    int i = 0;
    
    f(p, 5);
    
    for(i=0; i<5; i++)
    {
        p[i] = i; // 使用已經釋放的指針
    }
       
    return 0;
}

對於上面的問題，我們應該遵守一些規則：
用malloc申請了內存之後，應該立即檢查指針值是否爲NULL，防止使用值爲NULL的指針
牢記數組的長度，防止數組越界操作，考慮使用柔性數組
動態申請操作必須和釋放操作匹配，防止內存泄露和多次釋放
free指針之後必須立即賦值爲NULL