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C++ free() 函数

C++ 中的 free() 函数用于释放之前使用 calloc、malloc 或 realloc 函数分配的内存块，使其可用于进一步的分配。

free() 函数不改变指针的值，也就是说它仍然指向同一内存位置。

free() 函数原型​

void free(void *ptr);

该函数定义在 <cstdlib> 头文件中。

free() 参数​

  • ptr：指向之前使用 malloc、calloc 或 realloc 分配的内存块的指针。该指针可以是空（null），也可以不指向通过 calloc、malloc 或 realloc 函数分配的内存块。
  • 如果 ptr 是空（null），free() 函数不执行任何操作。
  • 如果 ptr 没有指向通过 calloc、malloc 或 realloc 函数分配的内存块，会导致未定义的行为。

free() 返回值​

free() 函数不返回任何值。它只是使内存块可供使用。

示例 1：free() 函数与 malloc() 如何配合工作？​

#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std;

int main()
{
	int *ptr;
	ptr = (int*) malloc(5*sizeof(int));
	cout << "输入 5 个整数" << endl;

	for (int i=0; i<5; i++)
	{
		// *(ptr+i) 可以被替换为 ptr[i]
		cin >> *(ptr+i);
	}
	cout << endl << "用户输入的值" << endl;

	for (int i=0; i<5; i++)
	{
		cout << *(ptr+i) << " ";
	}
	free(ptr);

	/* 在 ptr 被释放后打印一个垃圾值 */
	cout << "垃圾值" << endl;

	for (int i=0; i<5; i++)
	{
		cout << *(ptr+i) << " ";
	}
	return 0;
}

当你运行程序时，输出将是：

输入 5 个整数
21 3 -10 -13 45
用户输入的值
21 3 -10 -13 45
垃圾值
6690624 0 6685008 0 45

示例 2：free() 函数与 calloc() 如何配合工作？​

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
using namespace std;

int main()
{
	float *ptr;
	ptr = (float*) calloc(1,sizeof(float));
	*ptr = 5.233;

	cout << "释放前" << endl;
	cout << "地址 = " << ptr << endl;
	cout << "值 = " << *ptr << endl;

	free(ptr);

	cout << "释放后" << endl;
	/* ptr 保持不变，*ptr 发生变化 */
	cout << "地址 = " << ptr << endl;
	cout << "值 = " << *ptr << endl;
	return 0;
}
```当你运行程序时，输出将是：

```cpp
释放前
地址 = 0x6a1530
值 = 5.233
释放后
地址 = 0x6a1530
值 = 9.7429e-039

示例 3：free() 函数如何与 realloc() 一起工作？​

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
using namespace std;

int main()
{
	char *ptr;
	ptr = (char*) malloc(10*sizeof(char));

	strcpy(ptr,"Hello C++");
	cout << "重新分配前: " << ptr << endl;

	/* 重新分配内存 */
	ptr = (char*) realloc(ptr,20);
	strcpy(ptr,"Hello, Welcome to C++");
	cout << "重新分配后: " <<ptr << endl;

	free(ptr);
	/* 在 ptr 被释放后打印一个垃圾值 */
	cout << endl << "垃圾值: " << ptr;

	return 0;
}

当你运行程序时，输出将是：

重新分配前: Hello C++
重新分配后: Hello, Welcome to C++
垃圾值: @↨/

示例 4：free() 函数的其他情况​

#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std;

int main()
{
	int x = 5;
	int *ptr1 = NULL;

	/* 不使用 calloc、malloc 或 realloc 分配内存 */
	int *ptr2 = &x;
	if(ptr1)
	{
		cout << "指针非空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "指针为空" << endl;
	}

	/* 无操作 */
	free(ptr1);
	cout << *ptr2;

	/* 如果执行 free(ptr2)，将导致运行时错误 */
	// free(ptr2);

	return 0;
}

当你运行程序时，输出将是：

指针为空
5
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