为什么我不应该对未由malloc（）分配的变量调用free（）？
我在某处读到使用free来摆脱一个不是通过调用malloc创建的对象是灾难性的，这是真的吗？ 为什么？
这是未定义的行为 – 永远不要尝试。
让我们看看当你尝试free()自动变量时会发生什么。 堆管理器必须推断如何获取内存块的所有权。 要做到这一点，它必须使用一些单独的结构来列出所有已分配的块，并且这是非常慢的，很少使用或希望必要的数据位于块的开头附近。
后者经常使用，这就是我应该如何工作。 当您调用malloc（）时，堆管理器会分配稍大的块，在开头存储服务数据并返回偏移指针。 Smth喜欢：
void* malloc( size_t size ) { void* block = tryAlloc( size + sizeof( size_t) ); if( block == 0 ) { return 0; } // the following is for illustration, more service data is usually written *((size_t*)block) = size; return (size_t*)block + 1; }
然后free()将尝试通过偏移传递的指针来访问该数据，但如果指针指向自动变量，那么无论数据位于何处，它都希望找到服务数据。 因此未定义的行为。 很多时候服务数据被free()修改为堆管理器来获取块的所有权 – 所以如果指针传递给自动变量，一些不相关的内存将被修改和读取。
实施可能会有所不同，但您不应做出任何具体假设。 仅对malloc()系列函数返回的地址调用free() 。
根据标准，它是“未定义的行为” – 即“任何事情都可能发生”。 但这通常是坏事。
在实践中： free指针意味着修改堆。 C运行时实际上永远不会validation传递的指针是否来自堆 – 这在任何时间或内存中都是昂贵的。 结合这两个因素，你得到“免费（非malloced-ptr）将在某处写一些东西” – resutl可能是你背后修改的“你的”数据，访问冲突，或破坏重要的运行时结构，如堆栈上的返回地址。
示例：一个灾难性的场景：
您的堆实现为一个简单的空闲块列表。 malloc表示从列表中删除合适的块，free表示再次将其添加到列表中。 （一个典型的，如果简单的实现）
你释放（）指向堆栈上的局部变量的指针。 你是“幸运的”，因为修改进入无关的堆栈空间。 但是，部分堆栈现在位于您的免费列表中。
由于分配器设计和分配模式，malloc不太可能返回此块。 稍后，在程序的一个完全不相关的部分中，你实际上将此块作为malloc结果获取，写入它会在堆栈中删除一些局部变量，并且当返回一些重要指针包含垃圾并且您的应用程序崩溃时。 症状，复制和位置与实际原因完全无关。
调试那个。
这是未定义的行为。 从逻辑上讲，如果行为未定义，您无法确定发生了什么，以及程序是否仍在正常运行。
有些人在这里指出这是“未定义的行为”。 我将进一步说，在某些实现中，这将导致程序崩溃或导致数据损坏。 它与“malloc”和“free”的实现方式有关。
实现malloc / free的一种可能方法是在每个分配的区域之前放置一个小标头。 在malloc’d区域，该标题将包含该区域的大小。 释放该区域时，将检查该标头，并将该区域添加到相应的空闲列表中。 如果发生这种情况，这是个坏消息。 例如，如果释放堆栈上分配的对象，则突然部分堆栈位于空闲列表中。 然后malloc可能会返回该区域以响应将来的调用，并且您将在整个堆栈中乱写数据。 另一种可能性是你释放一个字符串常量。 如果该字符串常量位于只读内存中（通常是这样），则此假设实现将导致段错误并在稍后的malloc之后或者free将对象添加到其空闲列表时崩溃。
这是我正在讨论的假设实现，但你可以用你的想象力来看看它是如何变得非常非常错误的。 某些实现非常强大，并且不容易受到这种精确类型的用户错误的影响。 某些实现甚至允许您设置环境变量以诊断这些类型的错误。 Valgrind和其他工具也会检测到这些错误。
严格来说，这不是真的。 calloc（）和realloc（）也是free（）的有效对象源。 ;）
malloc / free的实现肯定有可能保留已分配的内存块的列表，并且在用户试图释放不在此列表中的块时不执行任何操作的情况下。
但是，由于标准说这不是一个要求，因此大多数实现都会将所有指针都视为有效。
请看一下未定义的行为意味着什么。 符合标准的托管 C实现的malloc()和free()是根据标准构建的。 标准说，在malloc() （或包装它的东西，例如calloc() ）返回的堆块上调用free()的行为是未定义的。
这意味着，只要您自己对free()进行必要的修改，它就可以执行您想要的任何操作。 你不会通过使malloc()未分配的块上的free()行为一致甚至可能有 malloc() 破坏标准。
实际上，可能存在（自己） 定义此行为的平台。 我不知道，但可能有一些。 有几个垃圾收集/日志记录malloc（）实现可能会让它在记录事件时更优雅地失败。 但那是实施 ，而不是标准定义的行为。
未定义只是意味着不要指望任何类型的一致行为，除非您自己实现它而不破坏任何已定义的行为 。 最后， 定义的实现并不总是由主机系统定义。 许多程序链接（和运送） uclibc 。 在这种情况下，实现是自包含的，一致的和可移植的。