在 C 中释放 malloc 字符串的二维数组失败

Question

我知道这是一个经常被问到的问题，但我已经阅读了 10 多个封闭的问题，但没有任何运气，因为我的解决方案似乎与其他人提出的解决方案相匹配。

我正在编写自己的 shell 作为学习练习，在这样做的过程中，我正在 malloc'ing 一个字符串数组作为程序调用的参数。我的 malloc 完成如下，其中 argcnt 是给定的参数数量 + 2 以匹配标准 argv 大小并允许数组以 null 终止并因此被 execvp 使用：

char ** args;
args = (char **) malloc(argcnt*sizeof(char *));
for(i = 0; i < argcnt; i++) {
    args[i] = (char *) malloc(80*sizeof(char));
    printf("Made %d\n", i);
}

然后我释放相同的内存如下：

for (i = 0; i < argcnt; i++) {
    free(args[i]);
    printf("Freed %d\n", i);
}
free(args);

程序编译但在运行时无法释放 argv[1]。运行程序然后调用ls -a -l的示例输出如下：

jack@ubuntu:~/myshell$ ./myshell 
[30/03 23:34] # ls -a -l
Argcnt: 4
Made 0
Made 1
Made 2
Made 3
Arg[0]: ls
Arg[1]: -a
Arg[2]: -l
Arg[3]: (null)
Freed 0
*** Error in `./myshell': free(): invalid pointer: 0x0000000001a84c43 ***
Aborted (core dumped)

过去 2 小时我一直在努力解决这个问题，无法找出问题所在，因此非常感谢对问题的一些见解。

编辑：当前破坏我程序的函数是：

void breakargs(char * cmd, char ** args) {
    char * tok = malloc(strlen(cmd)*sizeof(char)); //maximum token size is full cmd
    char * str = malloc(strlen(cmd)*sizeof(char));
    int i=1;
    strcpy(str, cmd); //maintains integrity of cmd

    args[0] = tok = strtok(str, " ");
    while (tok != NULL)
    {
        args[i] = tok = strtok(NULL, " ");
        i++;
    }
    args[i] = '[=13=]';
    free(tok);
}

第二次编辑：问题是我用 strtok 重新分配了我原来的 malloc 所做的指针，所以原来的指针引用丢失了。此外，我对参数使用确定的字符串长度可能会导致问题。解决方案是当我知道需要存储在那里的字符串的长度时，只 malloc args[i] ，然后使用 strcpy 将字符串移动到该内存位置，而不是像我一直在做的那样直接赋值。这保持了指针引用的完整性并允许它被正确释放。

Answer 1

问题不在您显示的代码中；它在您未显示的代码中。没有阅读完整的评论链，我怀疑你正在做类似的事情：

 args[0] = "ls";
 args[1] = "-a";
 args[2] = "-l";
 args[3] = NULL;

然后尝试释放 args 数组。也许您的代码没有那么明目张胆，但最终结果可能大同小异。例如，您可以拆分读取到缓冲区中的命令行，并将指向缓冲区部分的指针复制到 args 数组元素中。（更新： 这才是真正的问题。）

这已经消除了分配的内存（你已经丢失了它——你已经泄漏了内存），稍后你试图释放未分配的内存（malloc() 或其中之一未返回的指针它的朋友）。第一个这样的 free() 通常 'works'，但完全搞乱了 malloc() 等人使用的控件，因此第二个 free() 失败了。许多（但不是全部）现代系统都有一个 malloc() 可以检测到许多此类滥用行为。

您需要更像这样的代码：

strcpy(args[0], "ls");
strcpy(args[1], "-a");
strcpy(args[2], "-l");
free(args[3]);
args[3] = NULL;

请注意，为每个字符串分配 80 个字节是对这些字符串的过度分配。 OTOH，它也可能完全不适合其他（更长的）论点。您应该像以前一样为 args 本身分配内存；您可能应该根据相应参数包含的内容为各个元素分配内存。有一个名为 strdup() 的（POSIX 但不是标准 C）函数，它可能就是您要查找的内容 — 它为字符串的副本分配足够的 space 并将字符串复制到分配 space。或者，您可能根本不需要分配。

如果它适用于您的平台，您应该使用 valgrind 来验证您的内存使用情况并识别您的滥用行为。

Answer 2

strtok return 指向最初传递给 strtok 的字符串的指针，无需为该指针分配 space。

当您将 strtok 的 return 值分配给指针变量时，您会用新值覆盖该变量的指针值。这意味着，如果该指针变量指向您已经分配的内存，则该内存将 "leaked" 因为您不再有指向它的指针。

简而言之 - 如果您为指针变量分配内存，请不要为该指针变量分配不同的值，除非您已经 freed 内存或将指针值放在其他地方。

在您的 breakArgs 函数中存在一些问题：

void breakargs(char * cmd, char ** args) {
    char * tok = malloc(strlen(cmd)*sizeof(char)); //maximum token size is full cmd

您不需要为 tok 分配内存，因为您将从 strtok

中为其分配一个值

    char * str = malloc(strlen(cmd)*sizeof(char));
    int i=1;
    strcpy(str, cmd); //maintains integrity of cmd

    args[0] = tok = strtok(str, " ");

不要直接分配给 args[0]，因为那样会覆盖指向您已经分配的内存的指针。而是分配到 tok，然后是 strcpy(args[0], tok);

    while (tok != NULL)
    {
        args[i] = tok = strtok(NULL, " ");

不要直接分配给 args[i]，因为那样会覆盖指向您已经分配的内存的指针。而是分配到 tok，然后是 strcpy(args[i], tok); 您还应该在 strcpy 之前检查 tok 是否为 NULL。

        i++;
    }
    args[i] = '[=13=]';

不要直接赋值给 args[i]，而是可以用 strcpy(args[i], "") 表示结尾，这样结尾就有一个空字符串。

    free(tok);

不要在这里释放 tok，因为在此阶段 tok 应该为 NULL，不过您确实需要 free (str)。

另请注意其他一些关于检查您处理的参数是否超过内存限制（例如每项 80 个字符）的评论。

在 C 中释放 malloc 字符串的二维数组失败

Freeing a 2D array of malloc'd strings fails in C

c

malloc

free

memory-leaks

multidimensional-array