Question

堆是由程序员来管理的一块内存区域，它的大小并非是无限的，如果不断地进行申请分配，总有将堆内存空间耗费殆尽的时刻。就像一个停车场，如果只有车停进来，而没有车开出去，则该停车场迟早会因所有的停车位被占满而无法继续提供服务。因此，当堆中的对象或数据不再使用时，要及时将其所占用的内存释放回收，就像车被开走，而让停车场重新获得空的停车位一样。

C 语言中，释放堆内存的函数为 free，它的原型为：

void free( void* ptr );

free 函数没有返回值，参数 ptr 是一个 void 类型的指针。函数功能为释放参数 ptr 所指向的一段堆内存空间。可以将 malloc 或 calloc 函数所返回的指针作为实参进行 free 函数的调用。例如：

int *p = (int*)malloc(sizeof(int));
free(p);

首先通过 malloc 函数在堆中申请分配 int 类型大小的一段内存空间，并将返回值初始化给 int 类型指针变量 p。然后调用 free 函数，将指针 p 作为实参，即表示将指针 p 所指向的堆内存释放，即将之前通过 malloc 函数所申请分配的内存释放回收。

在调用 free 函数之后，参数指针所指向的堆内存就会被释放回收。因此，不应该再通过指针来访问或修改内存区域的数据。例如：

int *p = (int*)malloc(sizeof(int));
free(p);          //释放指针 p 指向的堆内存
*p = 100;         //修改指针 p 所指向的内存数据

在调用 free 函数后，指针 p 所指向的堆内存已经被释放，可以认为此时的指针 p 指向了一片未知的内存区域，通常将这种指向未知内存区域的指针，称为野指针或者迷途指针。如果对野指针进行解引用，从而访问和修改内存数据，就会产生不确定行为，导致程序出现错误结果或者引发异常，并且这种错误调试起来也相对困难，因此应予以杜绝。最好的办法就是，在释放堆内存后及时地将指针设置为空指针。例如：

int *p = (int*)malloc(sizeof(int));
free(p);          //释放指针 p 指向的堆内存
p = NULL;         //将指针 p 设置为空指针
*p = 100;         //修改指针 p 所指向的内存数据

在释放堆内存后，将指针 p 的值赋为 NULL，即指针 p 成为空指针。后面再对指针 p 进行解引用并修改其值为 100 时，就会引发程序运行时错误。

另外，在进行堆内存释放的时候，还有两点需要注意：

1．释放要准确

释放的只能是堆内存，也就是调用 free 函数时，参数应该是一个指向堆内存的指针，不要对其他内存空间进行释放操作。例如：

int a = 100;
int *p = &a;
free(p);

指针 p 指向的是变量 a，而变量 a 是存储在栈中的，栈中内存的申请分配和释放都是由系统自动管理的，因此，不要使用 free 来释放栈中的内存。

2．释放要及时

当堆中对象或数据不再使用时，要及时释放，防止内存泄漏现象发生。所谓内存泄漏，堆中内存被占用而无法被释放。例如：

int *p = (int*)malloc(sizeof(int));
p = NULL;
free(p);

第一条语句通过 malloc 函数在堆中申请分配了 int 类型大小的内存，并将返回值初始化给指针变量 p，即指针 p 指向了在堆中所申请分配的内存。第二条语句将指针 p 重新赋值为 NULL，即将指针 p 设置为空指针。此时，没有任何指针指向在堆中所申请分配的内存，因此，这块堆内存就会一直被占用而无法被释放回收，导致内存泄漏现象发生。第三条语句虽然将指针 p 作为参数来调用 free 函数，但由于此时的指针 p 是一个空指针，因此，是不会释放回收任何内存的。