应用场景

二级指针的应用中堆的处理

问题描述：

realloc后出现堆错误

#include"algorithm.h"

//数组插入元素
int insert(int **pp ,int &n,int tmp, int pos)
{
	if (0 <= pos&&pos <= n)
	{
		int *po = *pp;//保存 旧一级指针
		int *pn=NULL;//创建一级指针作为新地址

		//pp
		cout << "&pp" << "\t" <<&pp<< endl;
		cout << "pp" << "\t" << pp << endl;
		cout << "*pp" << "\t" << *pp << endl;
		cout << "**pp" << "\t" << **pp << endl;
		printf("\n");

		//po
		cout << "&po" << "\t" <<&po << endl;
		cout << "po" << "\t" << po << endl;
		cout << "*po" << "\t" << *po << endl;
		printf("\n");

		n =20;
		pn = (int *)realloc(po, n*sizeof(int));

		//pn
		cout << "&pn" << "\t" << &pn << endl;
		cout << "pn" << "\t" << pn << endl;
		cout << "*pn" << "\t" << *pn << endl;
		printf("\n");
		
		pp = &pn;
		//pp更新后
		cout << "&pp" << "\t" << &pp << endl;
		cout << "pp" << "\t" << pp << endl;
		cout << "*pp" << "\t" << *pp << endl;
		cout << "**pp" << "\t" << **pp << endl;
		printf("\n");

		//int i = n;
		//while (i > pos)
		//{
		//	p[i--] = p[i - 1];//从后往前腾出位置
		//}
		//p[pos] = tmp;
		
		free(po);

		return 0;
	}
	else
		return -1;
}


int main()
{
	int n = 9, t, pos = 0;
	int *p = (int *)malloc(n*sizeof(int));
	int **pp = &p;

	scan_arr(p, n);
	scanf("%d", &t);
	
	pos = 6;
	insert(pp, n, t, pos);
	
}

运行结果：

原因分析：

报错Expression:_CrtlsValidHeapPointer(block) ：这是无效的堆指针，也就是存在堆错误。

free()/delete在一块堆内存的时候会检查堆头，如果堆头有异常，就报堆错误。
对分配的指针不要进行赋值操作了，否则赋值后，再进行free()找不到原来的指针，也会报错。

realloc(p,n)
先判断当前的指针是否有足够的连续空间，如果有，扩大mem_address指向的地址，并且将mem_address返回，如果空间不够，先按照newsize指定的大小分配空间，将原有数据从头到尾拷贝到新分配的内存区域，而后释放原来mem_address所指内存区域（注意：原来指针是自动释放，不需要使用free），同时返回新分配的内存区域的首地址。即重新分配存储器块的地址。

解决方案：

因为realloc重新分配后，po的会自动释放，因此不要重复释放，去掉free(po)便可。

		...
		
		n = 100;
		pn = (int *)realloc(po, n*sizeof(int));

		if (pn)//成功分配		
		{//旧指针最好清零
			po = NULL;//若改为free(po)释放旧指针会导致指针悬空!!! 
			//free(po);//错误
			cout << "po" << "\t" << po << endl; cout << endl;
		}
		else
		{
			printf("内存不足\n");
			return NULL;
		}
		
		//pn
		cout << "&pn" << "\t" << &pn << endl;
		cout << "pn" << "\t" << pn << endl;
		cout << "*pn" << "\t" << *pn << endl;
		printf("\n");
		
		...

若无 po=NULL;而是free(po)；则由于po是个野指针(po指向的块其实已被realloc自动释放，只是po并未清零)，这时候对po的操作都是对野指针的操作，没有意义并且可能破坏其他内存；
当n=20较小时，realloc采用第一种分配方式，得到结果如图，虽然堆没有报错，但是*pn不正确，说明pn的块在free(po)的时候冲掉了

当n=100较大时，realloc采用第二种分配方式，运行报错，free(po)会检查堆头，发现po的堆被(realloc自动)释放了，产生堆头错误

 

因此要使用realloc要特别注意应先判断返回值，再对旧指针清零。

简而言之：free()释放内存并不会将指针置零，可以通过手动置零以免产生野指针。