C语言 动态内存管理(4)
在前面关于动态内存管理的三篇文章中,已经将动态内存管理的内容全部讲完，为了能够更好的理
解动态内存管理和三个函数，有下面四个经典的笔试题，接下来跟着我一起来看看吧！
1.题目1:
void GetMemory(char *p) {p = (char *)malloc(100);
}
void Test(void) {char *str = NULL;GetMemory(str);strcpy(str, "hello world");printf(str);
}问题：请问运行Test函数会有什么样的结果?
答案是: 程序运行崩溃
1. 函数调用与参数传递机制
在C语言中，函数参数传递是值传递 。 Test 函数中调用 GetMemory(str) 时， str 的值是 NULL ）
被传递给 GetMemory 函数的形参 p 。这意味着 p 和 str 是两个不同的指针变量，只是初始时 p 获
得了 str 的值。
2. 内存分配操作
在 GetMemory 函数内部，执行 p = (char *)malloc(100); ，这确实通过 malloc 函数在堆区分配了
100字节的内存空间，并让指针 p 指向该空间。但是，这个 p 是 GetMemory 函数的局部变量，
当 GetMemory 函数执行结束返回时， p 的生命周期结束，其作用域消失。
3. 后续操作问题
回到 Test 函数， str 的值并没有因为 GetMemory 函数内部对 p 的操作而改变，它仍是 NULL 。
当执行 strcpy(str, "hello world"); 时， strcpy 函数的作用是将字符串 "hello world" 复制到 str 指向
的内存区域。由于 str 是 NULL ，也就是试图向地址为0的无效内存区域写入数据，这在操作系统
中是不允许的，会触发段错误（Segmentation Fault），导致程序崩溃 。
所以，运行 Test 函数的结果是程序崩溃。
2.题目2:
char *GetMemory(void) {char p[] = "hello world";return p;
}
void Test(void) {char *str = NULL;str = GetMemory();printf(str);
}问题：请问运行Test函数会有什么样的结果?
答案是: 运行 Test 函数时，会输出乱码或导致程序错误
1. 数组的存储区域与生命周期
GetMemory 函数中定义的数组 p[ ] 是局部变量，存储在栈区。栈区内存的特点是：函数执行结束
后，栈帧会被系统自动释放，其中的局部变量（包括数组 p ）的内存空间会被回收，不再有效。
2. 指针返回的本质问题
函数返回 p 时，返回的是数组 p 的首元素地址（即栈区中数组的起始地址）。但当 GetMemory 函
数执行完毕后，栈区的 p 数组内存已被释放。此时， Test 函数中的 str 虽然获取了这个地址，但
该地址指向的内存已经是无效区域（俗称“野指针”）。
3. 访问无效内存的后果
执行 printf(str) 时，程序会从 str 指向的地址读取数据。由于该地址对应的栈内存已被释放，其中
的数据可能已被其他程序或系统操作覆盖，因此会输出不确定的乱码或引发程序异常（如访问违规
错误）。
关键结论:
运行 Test 函数时，会输出乱码或导致程序错误，原因是返回了栈区局部变量的地址，该地址在函
数结束后已失效。
核心教训：永远不要返回局部变量（栈内存）的地址，除非用 static 修饰或动态分配内存（堆
区）。
3.题目3:
void GetMemory(char **p, int num) {*p = (char *)malloc(num);
}
void Test(void) {char *str = NULL;GetMemory(&str, 100);strcpy(str, "hello");printf(str);
}问题：请问运行Test函数会有什么样的结果?
答案是: 会正常输出 hello ，但代码存在内存泄漏风险。
1. 二级指针与内存分配
- GetMemory 函数的参数是二级指针 char **p ，接收的是 Test 函数中 str 指针的地址（ &str ）。
- 通过 *p = malloc(num) ，直接修改了 str 本身的指向，使其指向堆区分配的 100字节 内存空间。
- 此时， str 不再是 NULL ，而是指向有效且未被释放的堆内存。
2. 数据写入与输出
- strcpy(str, "hello") 将字符串写入 str 指向的堆内存，操作合法（堆内存未被释放）。
- printf(str) 从有效内存中读取数据，因此会正常输出 hello 。
3. 潜在问题：内存泄漏
- 虽然程序运行时结果正确，但 malloc 分配的堆内存未被释放。
- 每次调用 malloc 后，必须用 free(str) 释放内存，否则会导致内存泄漏（累计占用内存无法回
收）。
关键结论:
运行 Test 函数时，会正常输出 hello ，但代码存在内存泄漏风险。
核心要点：
- 二级指针可用于修改原始指针的指向，实现对指针本身的“双向通信”。
- 动态分配的内存必须显式释放（ free ），否则会导致资源浪费。
4.题目4:
void Test(void) {char *str = (char *)malloc(100);strcpy(str, "hello");free(str);if (str != NULL) {strcpy(str, "world");printf(str);}
}问题：请问运行Test函数会有什么样的结果?
答案是: 程序崩溃
1. 内存分配与数据写入：
- 首先通过 malloc(100) 在堆区分配了100字节的内存空间，并让指针 str 指向该空间。
- 接着使用 strcpy(str, "hello"); 将字符串 "hello" 复制到 str 指向的内存区域，此时内存区域内容
为 "hello" 。
2. 内存释放操作：
- 执行 free(str); 后， str 所指向的堆内存被释放，归还给系统。虽然 free 操作释放了内存，
但 str 本身的值（地址）并不会自动变为 NULL ，它仍然指向之前已释放的那块内存区域，此
时 str 成为了“野指针” 。
3. 条件判断与后续操作问题：
- if (str != NULL) 这个判断条件会成立，因为 str 的值不是 NULL 。
- 然后执行 strcpy(str, "world"); ，由于 str 指向的内存已经被释放，再次向该地址写入数据属于
非法操作，会导致程序出现未定义行为，可能引发程序崩溃、数据损坏等问题。
- 执行 printf(str); 同样是访问已释放的无效内存区域，也会导致未定义行为。
关键结论:
运行 Test 函数会出现未定义行为，很可能导致程序崩溃 ，原因是使用了已释放内存的“野指针”进
行数据写入和读取操作。
以上4个均是动态内存管理的经典题目，希望大家能够消化吸收，感谢大家的观看！