【C 语言】二级指针案例 ( 多级指针内存释放问题 | 多级指针避免野指针 )

韩曙亮

发布于 2023-03-29 21:37:56

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一、多级指针内存释放

1、多级指针内存释放 ( 执行顺利的情况 )

释放

级指针 , 如果执行顺利 , 正常释放该

级指针 , 需要按照如下规则进行释放 :

先释放

级指针 , 释放完毕后 , 将释放的指针设置为 NULL ;

再释放

级指针 , 释放完毕后 , 将释放的指针设置为 NULL ;

然后释放

级指针 , 释放完毕后 , 将释放的指针设置为 NULL ;

\vdots

最终释放

级指针 , 释放完毕后 , 将释放的指针设置为 NULL ;

先释放低级指针 , 然后逐级提高释放指针的层级 , 最后释放高级指针 ; 如果先把高级指针释放了 , 则找不到低级指针 ;

代码示例 :

/**
 * @brief free_memory 释放 二级指针 内存
 * @param p 三级指针 指向 二级指针内存, 目的是为了将 二级指针 置空
 * @param count 二级指针 指向的 一级指针 个数
 */
void free_memory(char ***str, int count)
{
    // 循环控制变量
    int i =0;

    // 函数内部 临时 局部 二级指针 变量
    // 用于接收 str 三级指针 指向的 二级指针
    char **p = NULL;

    // 验证 函数 形参 合法性
    if (str == NULL)
    {
        return;
    }

    // 接收 str 三级指针 指向的 二级指针
    p = *str;
    // 验证 指针 合法性
    if (p == NULL)
    {
        return ;
    }

    // 先释放 二级指针 指向的 一级指针 内存
    for (i=0; i < count; i++)
    {
        // 如果 一级指针 不为空才释放
        // 如果为空 , 则不释放
        if (p[i] != NULL)
        {
            free(p[i]);
        }
    }

    // 释放 二维指针 指向的 一维指针变量 所在的内存
    if (p != NULL)
    {
        free(p);
    }

    // 将最终的 三维指针 指向的 二维指针 置空
    *str = NULL;
}

2、分配内存出错处理情况

为多级指针分配内存时 , 如果分配到一半 , 出现错误 ;

如 : 为

个一级指针分配内存 , 但是分配到第

个时 , 突然报错 , 需要将前面

个指针给释放 , 否则会造成野指针问题 ;

按照如下代码 , 一旦 malloc 失败 , 就设置返回值非 0 , 并且使用 goto 语句 , 跳转到 END 位置 , 在 END 位置释放先关内存 ;

部分代码示例 :

/**
 * @brief split_str 分割字符串
 * @param str 要分割的字符串
 * @param c 分割依据
 * @param p 将分割结果写入该二级指针内存
 * @param count 分割了多少份
 * @return
 */
int split_str(const char *str, char c, char ***myp, int *count)
{
    // 为 一级指针 分配内存
    p = (char **) malloc(tmpcount * sizeof(char *) );
    if (myp == NULL)
    {
        ret = -1;
        goto END;
    }


END:
    if (ret != 0) //失败
    {
        free_memory(&myp, *count);
    }
    else
    {
        // 字符串分割成功
        // 通过间接赋值 设置 分割后的字符串 到 自定义二级指针
        *myp = p;
    }


    return ret;
}

二、完整代码示例

完整代码示例 :

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

/**
 * @brief free_memory 释放 二级指针 内存
 * @param p 三级指针 指向 二级指针内存, 目的是为了将 二级指针 置空
 * @param count 二级指针 指向的 一级指针 个数
 */
void free_memory(char ***str, int count)
{
    // 循环控制变量
    int i =0;

    // 函数内部 临时 局部 二级指针 变量
    // 用于接收 str 三级指针 指向的 二级指针
    char **p = NULL;

    // 验证 函数 形参 合法性
    if (str == NULL)
    {
        return;
    }

    // 接收 str 三级指针 指向的 二级指针
    p = *str;
    // 验证 指针 合法性
    if (p == NULL)
    {
        return ;
    }

    // 先释放 二级指针 指向的 一级指针 内存
    for (i=0; i < count; i++)
    {
        // 如果 一级指针 不为空才释放
        // 如果为空 , 则不释放
        if (p[i] != NULL)
        {
            free(p[i]);
        }
    }

    // 释放 二维指针 指向的 一维指针变量 所在的内存
    if (p != NULL)
    {
        free(p);
    }

    // 将最终的 三维指针 指向的 二维指针 置空
    *str = NULL;
}


/**
 * @brief split_str 分割字符串
 * @param str 要分割的字符串
 * @param c 分割依据
 * @param p 将分割结果写入该二级指针内存
 * @param count 分割了多少份
 * @return
 */
int split_str(const char *str, char c, char ***myp, int *count)
{
    // 返回值
    int ret = 0;

    // 用于接收 str 参数
    char *p1 = NULL, *p2 = NULL;
    // 临时变量
    int	tmpcount = 0;

    // 自定义的二级指针
    char **p = NULL;

    // p1 , p2 初始化
    p1 = str;
    p2 = str;


    // 第一次遍历 , 求出有多少行
    do
    {
        // 字符串中, 查找 字符 ','
        // 找到后 , 返回 逗号 第一次出现的指针
        p1 = strchr(p1, c);
        if (p1 != NULL)
        {
            // 将 p1 指针 与 p2 指针之间的 字符拷贝出来
            // 这就是分割后的字符串
            if (p1 - p2 > 0)
            {
                tmpcount ++;
                p1 = p2 = p1 + 1;
            }
        }
        else
        {
            // 如果 p1 为 NULL , 说明没有找到逗号字符 , 退出循环即可
            break;
        }
    } while (*p1 != '\0');

    // 得到分割的字符串个数
    *count = tmpcount;

    // 为 一级指针 分配内存
    p = (char **) malloc(tmpcount * sizeof(char *) );
    if (myp == NULL)
    {
        ret = -1;
        goto END;
    }
    // 初始化分配的内存
    memset(p, 0, tmpcount * sizeof(char *));


    // 第二次遍历
    // p1 , p2 初始化
    p1 = str;
    p2 = str;
    tmpcount = 0;

    do
    {
        // 字符串中, 查找 字符 ','
        // 找到后 , 返回 逗号 第一次出现的指针
        p1 = strchr(p1, c);
        if (p1 != NULL)
        {
            // 将 p1 指针 与 p2 指针之间的 字符拷贝出来
            // 这就是分割后的字符串
            if (p1 - p2 > 0)
            {
                // 计算精准控制的 一级指针 指向的内存大小
                int len = p1 - p2 + 1;
                // 为 一级指针 分配内存
                p[tmpcount] = (char *) malloc(len * sizeof(char));
                if(p[tmpcount] == NULL)
                {
                    ret = -2;
                    goto END;
                }

                // 将 p2 后的 p1 - p2 个字符
                // 拷贝到数组中
                strncpy(p[tmpcount], p2,  p1 - p2);
                // 实际的字符拷贝完成后 , 再将 '\0' 字符拷贝过去
                p[tmpcount][p1-p2]  = '\0';
                // 拷贝完成后 , 字符
                tmpcount ++;

                // p2 和 p1 都设置为 指向 逗号后面字符
                // 重新开始查找 逗号 并分割
                p2 = p1 = p1 + 1;
            }
        }
        else
        {
            // 如果 p1 为 NULL , 说明没有找到逗号字符 , 退出循环即可
            break;
        }
    } while (*p1 != '\0');

END:
    if (ret != 0) //失败
    {
        free_memory(&myp, *count);
    }
    else
    {
        // 字符串分割成功
        // 通过间接赋值 设置 分割后的字符串 到 自定义二级指针
        *myp = p;
    }


    return ret;
}


/**
 * @brief 主函数入口
 * @return
 */
int main()
{
    // 存放返回值
    int ret = 0;

    // 字符串分割的份数
    int count = 4;

    // 按照逗号分割
    char split = ',';

    // 字符串
    char *str = "12,ab,345,";

    // 循环控制变量
    int i = 0;

    // 存放分割结果, 此处自定义 二级指针 内存结构
    char **p = NULL;

    // 分割字符串
    ret = split_str(str, split, &p, &count);

    // split_str 方法执行失败
    if(ret != 0)
    {
        printf("split error!\n");
        return ret;
    }

    // 打印分割结果
    for(i = 0; i < count; i++)
    {
        printf("%s\n", p[i]);
    }

    // 释放内存
    free_memory(&str, count);

    // 二维指针 置空
    p = NULL;



    // 命令行不要退出
    system("pause");
    return 0;
}

执行结果 :