在一个struct (两个分配)C中使用free()表示float**

Question

我和我的研究生院正在尝试在redpitaya (传感器组合)上实现CNN，因此有一个有限的或没有真正的调试选项(通过UDP和LED发送一些信息)。我们在让free()正常工作时遇到了问题。问题是我们必须使用结构，并且传入的特性数量不确定。我们希望为结构中的错误和其他变量分配内存(到目前为止似乎还行)。但是，如果我们试图使用free()释放分配的内存，程序就会崩溃。我不确定如何正确传递参数(？)存储在name_t.error[i]到free()中的。我们尝试了&、*和[]的几种组合，但都不起作用。我们不是IT学生，所以这有点超出了我们的能力。

#define a
//global
struct {
    ...
    float** error;
    ...
} name_t;
name_t var;

main()

init(name_t* f_var, int s1, int s2)
{
    //s1 and s2 not used in the example
    ...
    f_var->error = (float**)malloc(a*sizeof(float));
    ...
    for(){
        f_var->error[i]=(float*)malloc(b*sizeof(float));
        ...
    }

}
//free() ?
free_func(name_t* f_var)
{
    for()
    {
        free(f_var->error[i]);
        ...
    }
    free(f_var->error);
}
//no debugging possible!

最小样本

#define a 2

//global
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
typedef struct {
    int i;
    float** error;

} name_t;
name_t var;
int init(name_t* f_var, int s1, int s2);
int free_func(name_t* f_var);
int main()
{
    int x;
    x = init(&var, 1,1);
    free_func(&var);
    return 0;
}

int init(name_t* f_var, int s1, int s2)
{
    //s1 and s2 not used in the example
    f_var->error = (float**)malloc(a*sizeof(float));
//b an array for the layersize which differs for each layer
    for(int i=0; i<a;i++){
        f_var->error[i]=(float*)malloc(b[i]*sizeof(float)); 
    }
    for(int j=0;j<a;j++)
    {
        for(int k=0;k<b;k++)
        {
            f_var->error[j][k]=((float)rand() / RAND_MAX - 0.5);
        }
    }
    return 0;
}
//free() ?
int free_func(name_t* f_var)
{
    for(int i=0; i<b;i++)
    {
        free(f_var->error[i]);
        if (f_var->error[i]!=NULL)return -1;
    }
    free(f_var->error);
    //if (f_var->error!=NULL)return -1; not needed
    return 0;
}

Answer 1

这里有一个错误：

f_var->error = (float**)malloc(a*sizeof(float));

它应该是

f_var->error = (float**)malloc(a*sizeof(float*));

如果sizeof(float*)为8，则只分配所需内存的一半，从而在访问另一半内存时导致崩溃。

以下是一些提示：

• 不强制转换malloc()的结果
• 使用sizeof *XXX，其中XXX被赋值为变量，这将在f_var->error的类型更改

时有所帮助

f_var->error = malloc(a * sizeof *f_var->error);

Answer 2

通过使用指针数组数据结构而不是数组数组，您正在使内存分配和释放变得更慢、更大、更复杂。这不是它本身造成的问题，但是它所需要的更复杂的代码确实为错误留下了更多的空间。

您正在强制转换malloc()的返回值。这在C中不是必需的，而且它可能会掩盖错误。不要这样做。事实上，任何非算术用途的强制转换都有一些代码的味道。然而，这也不是你的问题的原因。

您没有检查分配失败。这可能与您的问题有关，但在init()中比在free_func()中更有可能导致失败。

您的f_var->error顶层分配可能分配的空间不足。这..。

f\_var->error = (float\*\*)malloc(a\*sizeof(float));

..。为float大小的a对象分配足够的空间，但您需要为这么多的float *分配空间。在许多系统上，指针都比float大，这可以解释您观察到的故障。您可以通过用接收指针的对象表示所需的大小来避免此类错误：

    f_var->error = malloc(a * sizeof(*f_var->error));

当然，这对于接收变量类型的更改也是有弹性的。

您的free_func假设free()会以某种方式改变作为其参数呈现的对象的值。在C中，所有的函数参数都是通过值传递的，所以free()不能改变它的参数的值，即使它想这样做。以后不能使用该值，除非它一开始就是null，特别是，除非它以前是null，否则不能期望它为null。如果你想让它为空，那么你需要自己来做。此问题将导致您的特定free_func提前终止，而不会释放所有内容。这可能会造成内存泄漏，这可能与故障有关。

假设在完整代码中，您的b确实是一个扩展为常量表达式的宏，我建议这样做：

#include <stdlib.h>

#define b 4
// ...
typedef struct {
    int i;
    float (*error)[b]; // array of arrays style
} name_t;

// ...

int init(name_t* f_var, int s1, int s2) {
    // only one malloc needed
    f_var->error = malloc(a * sizeof(*fvar->error));
    if (!f_var->error) return 1;  // malloc failed

    for (int j = 0; j < a; j++) {
        for (int k = 0; k < b; k++) {
            f_var->error[j][k] = ((float)rand() / RAND_MAX - 0.5);
        }
    }

    return 0;
}

int free_func(name_t* f_var) {
    // only one free needed
    free(f_var->error);
    fvar->error = NULL;

    return 0;
}