解決 C 語言中的 Free Invalid Pointer 錯誤

Jinku Hu 2023年1月30日 2021年1月22日
  1. 不釋放指向非動態記憶體位置的指標
  2. 不釋放已經被釋放的指標
解決 C 語言中的 Free Invalid Pointer 錯誤

本文將介紹關於如何解決 C 語言中釋放無效指標錯誤的多種方法。

不釋放指向非動態記憶體位置的指標

free 函式呼叫只能用於從 malloccallocrealloc 函式返回的指標中重新分配記憶體。下面的程式碼顯示了這樣的情況:char*指標被分配了一個由 malloc 呼叫返回的值,但是在後面的 else 塊中,同樣的指標被重新分配了一個字串文字。這意味著,c_str 變數指向的位置不是動態記憶體區域;因此,不允許將其傳遞給 free 函式。因此,當執行下一個例子時,程式到達 free 函式呼叫時,會被中止,並顯示 free(): invalid pointer 錯誤。

需要注意的是,不應該將指向不同地址的動態記憶體位置的指標重新分配,除非有其他指標變數仍然指向原來的位置。最後,你應該只對指向堆記憶體的指標呼叫 free 函式。

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

int main(int argc, const char *argv[]) {
    char *c_str = NULL;
    size_t len;

    if (argc != 2) {
        printf("Usage: ./program string\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if ((len = strlen(argv[1])) >= 4) {
        c_str = (char *)malloc(len);

        if (!c_str) {
            perror("malloc");
        }

        strcpy(c_str, argv[1]);
        printf("%s\n", c_str);
    } else {
        c_str = "Some Literal String";
        printf("%s\n", c_str);
    }
    free(c_str);

    exit(EXIT_SUCCESS);
}

不釋放已經被釋放的指標

在使用動態記憶體時,另一個常見的錯誤是在已經被釋放的指標上呼叫 free 函式。當有多個指標變數指向同一個動態記憶體區域時,這種情況最有可能發生。下面的示例程式碼演示了這樣一種可能的情況,即同一位置在不同的作用域中被釋放。

需要注意的是,這個例子是一個單檔案短程式,診斷這樣的問題會很容易,但在較大的程式碼庫中,如果沒有外部的檢查程式進行靜態分析,可能會發現很難追蹤源頭。

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

int main(int argc, const char *argv[]) {
    char *c_str = NULL;
    size_t len;

    if (argc != 2) {
        printf("Usage: ./program string\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    char *s = NULL;

    if ((len = strlen(argv[1])) >= 4) {
        c_str = (char *)malloc(len);
        s = c_str;

        if (!c_str) {
            perror("malloc");
        }

        strcpy(c_str, argv[1]);
        printf("%s\n", c_str);
        free(c_str);
    } else {
        c_str = "Some Literal String";
        printf("%s\n", c_str);
    }
    free(s);

    exit(EXIT_SUCCESS);
}
Author: Jinku Hu
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Founder of DelftStack.com. Jinku has worked in the robotics and automotive industries for over 8 years. He sharpened his coding skills when he needed to do the automatic testing, data collection from remote servers and report creation from the endurance test. He is from an electrical/electronics engineering background but has expanded his interest to embedded electronics, embedded programming and front-/back-end programming.

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