free函数

1.free()函数

头文件：stdlib.h或malloc.h
作用：释放malloc（或calloc,realloc）函数给指针变量分配的内存空间

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2.free的实现原理

操作系统在调用malloc函数时，会默认在malloc分配的物理内存前面分配一个数据结构，这个数据结构记录了这次分配内存的大小，在用户眼中这个操作是透明的。

那么当用户需要free时，free函数会把指针退回到这个结构体中，找到该内存的大小，这样就可以正确的释放内存了。

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3.free到底释放了什么

free()释放的是指针指向的内存并非指针。指针是一个变量，只有程序结束时才被销毁。释放了内存空间后，原来指向这块空间的指针还是存在！只不过现在指针指向的内容的垃圾，是未定义的，所以说是垃圾。
注意：free()并不是真正意思上的释放内存：
其实，free函数只是将参数指针指向的内存归还给操作系统，并不会把参数指针置NULL。从另一个角度来看，内存这种底层资源都是由操作系统来管理的，而不是编译器，编译器只是向操作系统提出申请。所以free函数是没有能力去真正的free内存的。只是告诉操作系统它归还了内存，然后操作系统就可以修改内存分配表，以供下次分配。

通过这种内存分配机制，可以解释很多c语言中的迷惑问题：
比如，用户已经free了一段内存，为什么还可以调用该指针，并且编译器不报错？

因为，free函数的作用只是告诉操作系统该内存不用了，可以收回，操作系统就把该内存链接到链接表上，但是这段内存用户还是可以访问到的，只是该内存的值可能已经发生了变化。
即此时原本指向刚刚释放掉了空间的指针p仍然指向了该内存空间，这样一旦这段内存已经被别的变量使用的话，就可能误用p来修改这里的值。
解决办法就是，在free后，把该指针指向NULL。

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4.浅识堆与栈

什么是堆：堆是大家共有的空间，分全局堆和局部堆。
全局堆就是所有没有分配的空间，局部堆就是用户分配的空间。堆在操作系统对进程初始化的时候分配，运行过程中也可以向系统要额外的堆，但是记得用完了要还给操作系统，要不然就是内存泄漏。
什么是栈：栈是线程独有的，保存其运行状态和局部自动变量的。
栈在线程开始的时候初始化，每个线程的栈互相独立。每个函数都有自己的栈，栈被用来在函数之间传递参数。操作系统在切换线程的时候会自动的切换栈。栈空间不需要在高级语言里面显式的分配和释放。

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5.free误区

free()的时候程序宕机，很多时候都是和内存溢出或者说内存分配问题有关（若遇到相关问题，可以多往这上面想）：
一句话就是你想释放的内存和你实际释放的内存不一样。
举例一：

int shanchu(struct ListNode *head)
{

struct ListNode   *temp,*current;
int      i,j,ret=0;
if(head->next==0)
{
	ret=-1;
	return   ret;
}
i=bianli(head);
current=head->next;
temp=head->next->next;

for (j=0;jnext; 
}
head->next=0;
return   ret;

}
在销毁链表的时候，想把一个一个的数据节点所释放掉 ,但free()总是报错，为什么
因为在分配的时候，代码：struct ListNode *head = (struct ListNode *)malloc(sizeof(struct ListNode)); 上面只开辟了sizeof(struct ListNode )个内存，但是实际上节点被绑到其它数据块上了，它远远不止sizeof(struct ListNode)字节的内存，因此在释放上就会存在内存溢出的错误。

举例二：
函数：

   void Function(void) 
  
   { 
      
       char *p = (char *)malloc(100 * sizeof(char)); 
   } 

就这个例子，千万不要认为函数返回，函数所在的栈被销毁指针也跟着销毁，申请的内存也就一样跟着销毁了。这绝对是错误的！因为申请的内存在堆上，而函数所在的栈被销毁跟堆完全没有关系。所以，一定要记得释放！
事实上，如果你在函数上面定义了一个指针变量，然后在这个函数里申请了一块内存让指针指向它。实际上，这个指针的地址是在栈上，但是它所指向的内容却是在堆上面的。

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6.关于free函数与malloc函数使用需要注意的一些地方：

A、当不需要再使用申请的内存时，记得释放；释放后应该把指向这块内存的指针指向NULL，防止程序后面不小心使用了它。
B、这两个函数应该是配对。如果申请后不释放就是内存泄露
（什么叫内存泄漏： 简单的说就是申请了一块内存空间，使用完毕后没有释放掉。它的一般表现方式是程序运行时间越长，占用内存越多，最终用尽全部内存，整个系统崩溃。由程序申请的一块内存，且没有任何一个指针指向它，那么这块内存就泄露了）；
如果无故释放那就是什么也没有做。释放只能一次，如果释放两次及两次以上会出现错误（释放空指针例外，释放空指针其实也等于什么也没做，所以释放空指针释放多少次都没有问题）。
C、虽然malloc()函数的类型是(void *),任何类型的指针都可以转换成(void *),但是最好还是在前面进行强制类型转换，因为这样可以躲过一些编译器的检查。