面试题：C语言函数参数中数组名传递机制与内存管理深度探究

可能出现的内存问题分析

内存泄漏：
- 由于C语言函数参数中数组名会退化为指针，在processArray函数内部动态分配内存后，如果调用者没有正确处理这些内存，可能导致内存泄漏。例如，在processArray函数中分配了内存，但调用者不知道需要释放这些内存，就会造成内存泄漏。
悬空指针：
- 假设processArray函数分配了内存并返回一个指针给调用者，调用者释放了该内存，而processArray函数内部还保留着指向该内存的指针，就会产生悬空指针。当processArray函数再次使用这个指针时，就会导致未定义行为。

解决方案

方案一：让调用者负责内存分配和释放
- 原理：调用者事先分配好所需内存，传递给processArray函数，函数在已有内存上进行操作，这样内存的分配和释放都由调用者控制，避免了内存泄漏和悬空指针问题。
- 代码示例：

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

// 函数声明
void processArray(int arr[], int size);

int main() {
    int size = 5;
    // 调用者分配内存
    int *arr = (int *)malloc(size * sizeof(int));
    if (arr == NULL) {
        perror("malloc");
        return 1;
    }
    // 初始化数组
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        arr[i] = i;
    }
    processArray(arr, size);
    // 调用者释放内存
    free(arr);
    return 0;
}

void processArray(int arr[], int size) {
    // 对数组进行处理，这里简单打印数组元素
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}

方案二：使用结构体封装数组和内存管理函数
- 原理：通过结构体将数组指针和相关的内存管理函数封装在一起，这样在processArray函数内部对内存的操作都在结构体的控制范围内，明确了内存的生命周期。
- 代码示例：

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

// 定义结构体
typedef struct {
    int *arr;
    int size;
    void (*freeMemory)(struct ArrayWrapper *);
} ArrayWrapper;

// 释放内存的函数
void freeArray(ArrayWrapper *wrapper) {
    free(wrapper->arr);
    wrapper->arr = NULL;
    wrapper->size = 0;
}

// 处理数组的函数
void processArray(ArrayWrapper *wrapper) {
    // 对数组进行处理，这里简单打印数组元素
    for (int i = 0; i < wrapper->size; i++) {
        printf("%d ", wrapper->arr[i]);
    }
    printf("\n");
}

int main() {
    int size = 5;
    // 分配结构体内存
    ArrayWrapper *wrapper = (ArrayWrapper *)malloc(sizeof(ArrayWrapper));
    if (wrapper == NULL) {
        perror("malloc");
        return 1;
    }
    // 分配数组内存
    wrapper->arr = (int *)malloc(size * sizeof(int));
    if (wrapper->arr == NULL) {
        perror("malloc");
        free(wrapper);
        return 1;
    }
    wrapper->size = size;
    wrapper->freeMemory = freeArray;
    // 初始化数组
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        wrapper->arr[i] = i;
    }
    processArray(wrapper);
    // 调用释放内存函数
    wrapper->freeMemory(wrapper);
    free(wrapper);
    return 0;
}

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