C语言指针进阶：揭秘二级指针与内存管理的艺术

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> // malloc 和 free 函数需要此头文件

int main() {
    // 1. 申请内存
    int *p = (int *)malloc(sizeof(int) * 10);

    // 2. 检查内存是否申请成功
    if (p == NULL) {
        printf("内存申请失败！\n");
        return -1;
    }
    printf("内存申请成功，地址为：%p\n", p);

    // 3. 使用内存：存入数据并打印
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        p[i] = i; // 使用数组下标的方式访问
        // *(p + i) = i; // 或者使用指针偏移的方式访问
    }

    printf("内存中的数据为：");
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        printf("%d ", p[i]);
    }
    printf("\n");

    // 4. 释放内存
    free(p);
    printf("内存已释放。\n");

    // 5. 将指针置为NULL，防止野指针
    p = NULL; 

    return 0;
}

内存申请成功，地址为：0x145e04280
内存中的数据为：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 
内存已释放。

// 错误的尝试：无法通过函数改变主调函数中的指针
void allocate_memory_wrong(int *ptr, int size) {
    ptr = (int *)malloc(sizeof(int) * size);
    if (ptr == NULL) {
        printf("函数内：内存申请失败\n");
        return;
    }
    printf("函数内：内存申请成功，地址为: %p\n", ptr);
}

int main() {
    int *p = NULL;
    printf("调用前，主函数中p的地址：%p\n", p);
    allocate_memory_wrong(p, 10);
    printf("调用后，主函数中p的地址：%p\n", p);

    if (p == NULL) {
        printf("主函数中p仍然是NULL，内存分配失败！\n");
    }
    
    return 0;
}

调用前，主函数中p的地址：0x0
函数内：内存申请成功，地址为: 0x13de04280
调用后，主函数中p的地址：0x0
主函数中p仍然是NULL，内存分配失败！

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 被调函数：使用二级指针为调用者分配内存
// pp 是一个输入输出参数，它接收一个地址，并修改该地址上存放的内容
void allocate_memory(int **pp, int size) {
    // 1. 分配内存，并通过 *pp 修改 main 函数中的 p 指针
    *pp = (int *)malloc(sizeof(int) * size);

    // 2. 检查内存是否申请成功
    if (*pp == NULL) {
        printf("内存分配失败！\n");
        return;
    }
    printf("函数内：内存分配成功，地址为：%p\n", *pp);
}

// 释放内存的函数，这里演示了传入同级指针即可
void free_memory(int **pp) {
    if (pp == NULL || *pp == NULL) {
        return; // 防御性编程，防止对空指针解引用
    }
    free(*pp);
    *pp = NULL; // 将主函数中的指针也置为NULL
}

int main() {
    int *p = NULL;

    // --- 内存分配 ---
    printf("调用前，主函数中p的值：%p\n", p);
    // 将 p 的地址(&p) 传给函数，让函数来修改 p 的值
    allocate_memory(&p, 10);
    printf("调用后，主函数中p的值：%p\n", p);

    // --- 使用内存 ---
    if (p != NULL) {
        printf("主函数成功获取内存，开始使用...\n");
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            p[i] = i * 10;
        }

        printf("打印内存中的数据：");
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            printf("%d ", p[i]);
        }
        printf("\n");
    }

    // --- 内存释放 ---
    // 方式一：直接在main函数中释放
    /*
    if (p != NULL) {
        free(p);
        p = NULL;
        printf("内存已通过main函数释放。\n");
    }
    */

    // 方式二：通过一个函数释放（传入二级指针）
    free_memory(&p);
    if (p == NULL) {
        printf("内存已通过free_memory函数释放，且p被置为NULL。\n");
    }


    return 0;
}

调用前，主函数中p的值：0x0
函数内：内存分配成功，地址为：0x14d604280
调用后，主函数中p的值：0x14d604280
主函数成功获取内存，开始使用...
打印内存中的数据：0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 
内存已通过free_memory函数释放，且p被置为NULL。