悬垂指针

悬垂指针（dangling pointer）是指向已释放内存的指针。使用悬垂指针会导致未定义行为——可能读取垃圾数据、破坏其他数据结构，或导致程序崩溃。悬垂指针是 C 语言中最隐蔽、最难调试的错误之一。

典型场景

释放后未置 NULL：

int *p = malloc(100);
free(p);
/* p 现在是悬垂指针 */
*p = 10;                        /* 未定义行为！ */

函数返回局部指针：

int *bad_func(void)
{
    int local = 10;
    return &local;              /* 返回局部变量地址 */
}

int *p = bad_func();
printf("%d\n", *p);             /* 未定义行为 */

重复释放后的指针：

int *p = malloc(100);
free(p);
free(p);                        /* 双重释放，p 悬垂 */

检测悬垂指针

释放后置 NULL：

#define SAFE_FREE(p) do { free(p); (p) = NULL; } while(0)

int *p = malloc(100);
SAFE_FREE(p);
/* p 为 NULL，后续 *p 会崩溃（容易发现）而非静默错误 */

调试模式填充：

#ifdef DEBUG
#define FREE(p) do { \
    memset((p), 0xDE, malloc_usable_size(p)); \
    free(p); \
    (p) = NULL; \
} while(0)
#else
#define FREE(p) do { free(p); (p) = NULL; } while(0)
#endif

预防策略

所有权明确：

/* 谁分配，谁释放 */
void process(void)
{
    int *data = malloc(100);
    /* 使用 */
    free(data);                 /* 同作用域释放 */
}

引用计数：

struct Object {
    int refcount;
    int data;
};

struct Object *create(void)
{
    struct Object *obj = malloc(sizeof(struct Object));
    obj->refcount = 1;
    return obj;
}

void retain(struct Object *obj) { obj->refcount++; }
void release(struct Object *obj)
{
    if (--obj->refcount == 0)
        free(obj);
}

最佳实践

释放后立即置 NULL
避免返回局部变量地址
明确内存所有权
复杂场景用引用计数或智能指针
使用 AddressSanitizer 检测