free()函数到底做了什么？

[c87527124]

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
void GetMemory(char **p,int num)
{
    *p = malloc(num);
}
int main()
{
    char *str=NULL;

    str=(char *)malloc(100);
     if(str!=NULL) {
        printf("%p\n", str);
    }
    free(str);
    if(str!=NULL) {
        printf("%p\n", str);
    }
    return 0;
}

我的意思是，free(str)之后，str的值仍然不变，是不是说free()函数释放了str之前指向的内存块，但并不改变str自身的值？
在malloc()之后，被分配的那块内存被记了下来，不再作其它用途；free()之后，系统认为那块内存空闲，可以自由处理？
然后无论malloc()抑或free()都不改变str自身的值，str值有效与否需要程序员自己负责？
我的问题就是这样，各位大神还有什么知道的也欢迎告诉我！
谢谢！

[wizard_tiger]

用free()函数之后，指针所指向的内存区域被释放，这块内存可以被其他程序使用，
在没有被其他程序使用前所存储的数据没有被改变，结果不确定。

[欧阳春晖]

[Quote=引用 3 楼 的回复:]

1、free只是释放了malloc所申请的内存，并不改变指针的值；
2、由于指针所指向的内存已经被释放，所以其它代码有机会改写其中的内容，相当于该指针从此指向了自己无法控制的地方，也称为野指针；
3、为了避免失误，最好在free之后，将指针指向NULL。
[/Quote]
3楼说得对

[疯疯癫癫]

+1 很形象
[Quote=引用 9 楼 的回复:]
内核通过一个红黑树来记录了空闲的内存，malloc就是从树中查找一块大小适合的内存并把地址给你，然后把这个节点从树中摘除，避免被别人分配到产生冲突。这个内存现在归你一个人用了。
free函数是把你的这个内存重新放回到红黑树中，让别人可以申请到这个内存。从逻辑上来说，你现在不能在使用这个内存了，因为它已经不属于你。但是系统的实现上目前没有做到，所以你还是能访问这个地址。
另外，系统也不会帮你覆盖……
[/Quote]

[embed_rookie]

[Quote=引用 3 楼 的回复:]

1、free只是释放了malloc所申请的内存，并不改变指针的值；
2、由于指针所指向的内存已经被释放，所以其它代码有机会改写其中的内容，相当于该指针从此指向了自己无法控制的地方，也称为野指针；
3、为了避免失误，最好在free之后，将指针指向NULL。
[/Quote]
++

[c87527124]

感谢各位亲，但是小菜我还有2个问题：（这次回答的大大太多了，感觉分数严重不够用了。。。表示要多水，多挣积分，下次多给分
1》
7楼的大大 说 “不一定不变，free，malloc后可以使两个空闲空间合并，里面有标识的分配情况记录”，貌似这和大部分亲说的有区别啊，到底怎么回事？各位有没有仔细看到这句话？斟酌一下

2》
free()释放内存的大小是怎么判定的？
释放一块连续的内存需要2个要素：首地址，内存大小；首地址可以根据 free(str)的参数str确定，那内存大小呢？是malloc()时就已经记录下来的？

[wszzfzsc]

释放内存

[a7411053]

free(str)释放了str指示的内存空间，str这个指针变量本身仍然存在。这就是悬垂指针问题

[「已注销」]

[Quote=引用 16 楼 的回复:]

感谢各位亲，但是小菜我还有2个问题：（这次回答的大大太多了，感觉分数严重不够用了。。。表示要多水，多挣积分，下次多给分
1》
7楼的大大 说 “不一定不变，free，malloc后可以使两个空闲空间合并，里面有标识的分配情况记录”，貌似这和大部分亲说的有区别啊，到底怎么回事？各位有没有仔细看到这句话？斟酌一下

2》
free()释放内存的大小是怎么判定的？
释放一块连续的内存需要2……
[/Quote]
应该确切讲是不变的。内存管理多数是通过一个MBC链表实现的，及你实际分配的内存空间为：(nSize + 3) / 4 * 4 + sizeof(MBC）的大小，在malloc之后，系统程序实际返回的是分配的MBC地址+sizeof(MBC），释放内存时，free所做的第一个动作是ptr - sizeof(MBC)得到实际的MBC块，在这个MBC块中包含了该内存的大小，内存MBC链的指针等信息；所以，如果你使用了超出实际分配内存大小的空间，会造成整个MBC链的混乱，最直接表现是程序在free时在另一个不相关的地方出现了异常；所以您可以看出来，在执行了free之后，该块内存并没有改变，即使该块内存相邻内存为空，而发生了内存块的合并，您刚才使用的内存空间也没有发生改变（你看到的），改变的是MBC链表；
详细的内存管理程序您可以参考一些库，如dlmalloc，这个库除了使用了MBC链外，还是用了沙箱机制；事实上早期DOS的内存管理程序也是使用的MBC链；

[「已注销」]

这是一个正式的内存管理程序free片段
void free(void * lptrBlk)
{
if(lptrBlk == NULL ) return;

MBCHEAD *lptrPreBlk; // 前一个内存块
MBCHEAD *lptrNextBlk; // 后一个内存块

register MBCHEAD *lptrMBCBlk = (MBCHEAD *)Mem2Chunk(lptrBlk);

...
其中：
#define Mem2Chunk(p) ((MBCHEAD *)((U32)p - MBCHeadSize)) // 将一个已使用内存块转换成一个Chunk块；基于效能的原因我
// 没有效验内存指针的合法性

[jiejiejieppp]

[Quote=引用 3 楼 的回复:]

1、free只是释放了malloc所申请的内存，并不改变指针的值；
2、由于指针所指向的内存已经被释放，所以其它代码有机会改写其中的内容，相当于该指针从此指向了自己无法控制的地方，也称为野指针；
3、为了避免失误，最好在free之后，将指针指向NULL。
[/Quote]
++

[「已注销」]

[Quote=引用 9 楼 的回复:]

内核通过一个红黑树来记录了空闲的内存，malloc就是从树中查找一块大小适合的内存并把地址给你，然后把这个节点从树中摘除，避免被别人分配到产生冲突。这个内存现在归你一个人用了。
free函数是把你的这个内存重新放回到红黑树中，让别人可以申请到这个内存。从逻辑上来说，你现在不能在使用这个内存了，因为它已经不属于你。但是系统的实现上目前没有做到，所以你还是能访问这个地址。
另外，系统也不会帮你覆……
[/Quote]
我读过DOS的内存管理，也读过Linux下著名的DL内存管理（Linux的2.4的内核我基本通读过），我怎么从来没有听说过什么红黑树的概念？是大学课本上的吗？

[左眼看到鬼]

[Quote=引用 9 楼 的回复:]

内核通过一个红黑树来记录了空闲的内存，malloc就是从树中查找一块大小适合的内存并把地址给你，然后把这个节点从树中摘除，避免被别人分配到产生冲突。这个内存现在归你一个人用了。
free函数是把你的这个内存重新放回到红黑树中，让别人可以申请到这个内存。从逻辑上来说，你现在不能在使用这个内存了，因为它已经不属于你。但是系统的实现上目前没有做到，所以你还是能访问这个地址。
另外，系统也不会帮你覆……
[/Quote]
学习了

[xiying12571]

free()是释放的函数

[Ever_lover]

看看源码不就知道了

[灼眼的超哥]

[Quote=引用楼主 的回复:]
C/C++ code
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
void GetMemory(char **p,int num)
{
*p = malloc(num);
}
int main()
{
char *str=NULL;

str=(char *)malloc(100);
if(st……
[/Quote]
不改变指针的值，也不改变指针指向的内存空间里的数据，他改变的，只是该内存空间的属性。
调用malloc函数分配内存的时候，得到的内存是属于你这个程序的。
调用free函数后，这块内存空间就不属于你的程序的了，其它程序都可以调用malloc函数分配内存，有可能得到该块内存，进而修改里面的数据。

[灼眼的超哥]

[Quote=引用 30 楼 的回复:]
不改变指针的值，也不改变指针指向的内存空间里的数据，他改变的，只是该内存空间的属性。
调用malloc函数分配内存的时候，得到的内存是属于你这个程序的。
调用free函数后，这块内存空间就不属于你的程序的了，其它程序都可以调用malloc函数分配内存，有可能得到该块内存，进而修改里面的数据。
[/Quote]

就是赵老师说的：
[Quote=引用 6 楼 的回复:]

将对应的内存块标记为可用（即可被本进程或其它进程申请占用）。
[/Quote]

[Quote=引用 16 楼 的回复:]
free()释放内存的大小是怎么判定的？
释放一块连续的内存需要2个要素：首地址，内存大小；首地址可以根据 free(str)的参数str确定，那内存大小呢？是malloc()时就已经记录下来的？
[/Quote]
申请的时候就已经记录下来了，不然的话，它也不知道这块内存到底要释放多少。


记得有个地方说free函数不仅仅是释放内存，还会整理内存碎片，合并临近内存空间（大致意思是这样的）。。。

[「已注销」]

[Quote=引用 30 楼 的回复:]

引用楼主 的回复:
C/C++ code
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
void GetMemory(char **p,int num)
{
*p = malloc(num);
}
int main()
{
char *str=NULL;

str=(char *)malloc(100)……
[/Quote]
关于楼上的以及红黑树，我想应该是理解上的问题：
1）我注意到之上的回复多数是基于系统端的，（如红黑树，我在Understand Linux kernal中还真没有听说过红黑树，最后居然在国内网站找到了 ---- 不知道是不是只是国内学术名词，是内核的内存管理）；系统内存分配涉及属性、内存页面以及是否有MCU；但是注意一点malloc和free并不是直接使用系统内存管理程序，在多数Linux程序中malloc和free一般是通过标准库，及我说过的DL内存管理程序实现的；因此，内核的内存管理和我们在应用层面的内存管理（如malloc/free）不要混为一谈；
2）DL的内存管理从效能上要比直接使用系统的内存管理效能要高，如经过我们实测：在随机大小、随机顺序申请释放 ---- 目的在制造最差情况，DL内存管理程序是直接使用系统的3~3.9倍，考虑使用realloc，DL内存管理程序是系统的10~43.35倍；所以，实际情况下，我们并不是直接使用系统内存管理 ---- 只是我们并不知道。

[Sleepwalker2013]

学习了 论坛是个好地方

[笑尘一梦]

底层的东西，牛掰

[TouTouch]

牛掰，又学到了一点东西