在 C 中释放对象的设计模式

Question

当用 C 语言编程时，我们通常创建初始化的数据结构，然后在不再需要时将其释放。例如，如果我们想创建一个动态的 double 数组，通常声明

struct vector {
    double *data;
    int size;
    int capacity;
}
typedef struct vector vector;

vector *v_new(int n) {
    vector *v = malloc(sizeof(vector));
    v->data = malloc(n * sizeof(double));
    v->size = n;
    v->capacity = n;
    return v;
}

问题是关于自由函数的常见模式。在 C 语言中，该函数free接受 NULL 指针并且不执行任何操作。以这种方式设计v_free函数是一种常见的模式，还是它们通常期望一个非 NULL 指针？明确地说，您期望这种实现吗？

void v_free(vector *v) {
    if (v != NULL) {
        free(v->data);
    }
    free(v);
}

或者这个？

void v_free(vector *v) {
    free(v->data);
    free(v);
}

提出这个问题是因为我们在法国预科学校开始向本科生教授C语言，而我们在“C设计模式”方面没有那么多经验。

谢谢你的建议。

Answer 1

v->data如果为 NULL，则无法访问v。因此，如果有可能发生这种情况，您必须执行检查该情况的版本，最好写为

void v_free(vector *v) {
    if (v != NULL) {
        free(v->data);
        free(v);
    }
}

如果v这里永远不应该为 NULL，那么最好添加一个断言来明确假设：

void v_free(vector *v) {
    assert(v != NULL);
    free(v->data);
    free(v);
}

这样程序员就会注意到他们做错了什么。

请注意，这两个版本都没有检测到悬空指针，即。指向已销毁对象的指针。这包括指向已经释放的内存（即，这里有双重释放）或通过指向不再在范围内的局部变量的指针。