C语言 动态内存访问问题

1、动态内存访问问题

 C 语言中，动态内存通过 malloc()、calloc() 或 realloc() 等函数在堆上分配。如果你在函数内部分配了内存，并尝试在函数外部访问这块内存，可能会遇到问题，特别是当指针没有正确返回或存储时。

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

void allocateMemory() {
    int *ptr = malloc(sizeof(int));  // 分配内存
    if (ptr == NULL) {
        printf("内存分配失败\n");
        return;
    }
    *ptr = 10;
    printf("函数内部的值: %d\n", *ptr);
    // 一旦函数退出，指针 'ptr' 的作用域结束
}

int main() {
    allocateMemory();
    // 在此访问内存会导致问题
    // printf("函数外部的值: %d\n", *ptr); // 错误: 'ptr' 已经超出了作用域
    return 0;
}

2、解决方法

当在函数内部声明一个指针时，它的生命周期仅限于该函数。函数退出后，指针指向的内存会被释放，任何进一步访问该指针的操作都会无效。为了解决这个问题，你需要将指针从函数中返回，或者使用指向指针的指针（即 int**）来允许在函数外部修改它。可以将动态分配的指针返回给调用者，这样可以确保它在函数外部仍然有效。

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

int* allocateMemory() {
    int *ptr = malloc(sizeof(int));  // 分配内存
    if (ptr == NULL) {
        printf("内存分配失败\n");
        return NULL;
    }
    *ptr = 10;
    return ptr;  // 返回指针
}

int main() {
    int *ptr = allocateMemory();
    if (ptr != NULL) {
        printf("函数外部的值: %d\n", *ptr);  // 在函数外部访问内存
        free(ptr);  // 释放分配的内存
    }
    return 0;
}

使用 malloc()、calloc() 或 realloc() 动态分配内存时，内存是在堆上分配的，而不是栈上。这块内存的生命周期持续到显式调用 free() 释放它，但指向该内存的指针必须是可访问的。如想在分配内存的函数外部访问动态分配的内存，你应该将指针从函数中返回。

在不再需要动态分配的内存时，始终确保调用 free() 来释放它，以避免内存泄漏。另一种方法是将指向指针的指针（即 int**）传递给函数，这样可以在函数中修改原始指针。

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

void allocateMemory(int **ptr) {
    *ptr = malloc(sizeof(int));  // 分配内存
    if (*ptr == NULL) {
        printf("内存分配失败\n");
        return;
    }
    **ptr = 10;
}

int main() {
    int *ptr = NULL;
    allocateMemory(&ptr);
    if (ptr != NULL) {
        printf("函数外部的值: %d\n", *ptr);  // 在函数外部访问内存
        free(ptr);  // 释放分配的内存
    }
    return 0;
}