使用指向第一个成员的指针调用 free 是不是有效？

Posted 2023-03-06

【中文标题】使用指向第一个成员的指针调用 free 是不是有效？

【英文标题】：Is it vali to call free with a pointer to the first member?使用指向第一个成员的指针调用 free 是否有效？

【发布时间】：2016-08-04 13:47:31

【问题描述】：

是否可以在指向结构的第一个成员的指针上调用 free（并且该结构是与 malloc 相关的结构）？我原则上知道指针指向正确的东西......

struct s int x;;
//in main
struct s* test;
test = (struct s*) malloc(sizeof(*test));
int* test2;
test2 = &(test->x);
free(test2); //is this okay??

另外，如果int x 被替换为结构体，答案会改变吗？

更新：我为什么要编写这样的代码？

struct s int x;;
struct sx1 struct s test; int y;; //extending struct s
struct sx2 struct s test; int z;; //another
// ** some functions to keep track of the number of references to each variable of type struct s 
int release(struct s* ptr)
  //if the number of references to *ptr is 0 call free on ptr

int main()
    struct sx1* test1;
    struct sx2* test2;
    test1 = (sx1*) malloc(sizeof(*sx1));
    test2 = (sx2*) malloc(sizeof(*sx2));
    //code that changes the number of references to test1 and test2, calling functions defined in **
    release(test1);
    release(test2);

【问题讨论】：

@user71815 我认为没有必要，最好编译和检查。 （然后让我们知道）

你为什么要写这样的代码？

这绝对是一件奇怪的事情。我永远不会写这样的代码。为什么不直接释放原始指针，而不是尝试从结构成员的地址推断它？

@TomKarzes 是的 - 当有人在开始时推入另一件事会发生什么？

"如果已经问过这个问题，请删除它。"不会。几年后其他人可能会发现它很有用。

【参考方案1】：

根据 C11 标准，第 §6.7.2.1 章

[...] 可能有未命名的 在结构对象内填充，但不在其开头。

这意味着结构的开头不能有任何填充。因此，第一个成员的地址与结构变量的地址相同。

free() 需要一个以前由 malloc() 或家人返回的指针。

在您的情况下，您传递的地址与 malloc() 返回的地址相同。所以，你很高兴。

【参考方案2】：

是的，没关系。

6.7.2.1

在结构对象中，非位域成员和位域所在的单元 驻留的地址按照它们被声明的顺序增加。 指向 a 的指针 适当转换的结构对象指向其初始成员（或者如果该成员是 位域，然后到它所在的单元），反之亦然。可能有未命名的 在结构对象内填充，但不在其开头。

这意味着这是定义的：

struct s int x;;
struct s* test;
test = (struct s*) malloc(sizeof(*test));
int* p = &(test->x);
free(p);

【讨论】：

是的，从某种意义上说，行为是由标准定义的并且可能是预期的，这是可以的。但是，不，从某种意义上说，它不 OK，因为它是一种糟糕的风格，因为如果结构定义被修改，它会为以后令人惊讶的失败开辟道路。

该标准不保证指向一种类型的指针与指向另一种类型的指针相同，char * 除外。因此，不，这是不好。它恰好适用于（几乎）所有最近的实现，因为它们使用统一的地址空间。

即使s和p这两个指针大小不同、对齐方式不同、表示不同，它们仍然指向同一个地址和同一个对象，因此使用要么释放内存是严格符合的。

它们绝对不会指向同一个对象。原因应该很清楚：类型不同。我和你一起讨论地址。 7.22.3.3p2 也是相关的。考虑到与void * 之间的转换，您似乎是对的，但它是允许的。我仍然认为这是不好的做法，并且可能会混淆静态代码检查器。无论如何，我撤回我的反对意见，但你的回答应该有更多的信息。

@Olaf：获取结构第一项的地址相当于将该结构的地址转换为该类型。该操作在某些实现上可能涉及更改指针的位表示，但如果从 malloc 返回的非空 void* 开始，则通过任何指针数据类型序列转换指针并返回 void* 是保证产生原始指针。