Windows下C语言内存泄漏测试时出现错误弹窗的排查求助

在Windows环境下测试C语言内存泄漏场景时遇到问题，测试代码如下：

// cl /Zi /Fe.\build\main.exe /Fo.\build\main.o .\src\main.c
#define _CRTDBG_MAP_ALLOC
#include <crtdbg.h>

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

int* alloc_memory(size_t capacity)
{
    int *ptr = malloc(sizeof(int) * capacity);
    return ptr;
}

int main(void)
{
    //_CrtSetDbgFlag(_CRTDBG_ALLOC_MEM_DF | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF);
    _CrtSetReportMode(_CRT_WARN, _CRTDBG_MODE_WNDW);

    printf("- Memory Leak Test [id:0003] -\n");

    int element_count = 5;
    int *arr = alloc_memory(element_count);

    for(size_t i = 0; i < element_count; i++)
    {
        arr[i] = i*10;
    }

    printf("- Output(1) -\n");
    
    for(size_t i = 0; i < element_count; i++)
    {
        printf("address of arr: %p, value of arr: %d\n", &arr[i], arr[i]);
    }
   
    printf("- Output(2) -\n");
    
    for(size_t i = 0; i < element_count; i++)
    {
        printf("address of arr: %p, value of arr: %d\n", arr, *arr);
        arr++;
    }

    free(arr);
    _CrtDumpMemoryLeaks();
    return 0;
}

在CMD中执行编译运行命令：

cl /Zi /MTd /Fe.\build\main.exe /Fo.\build\main.o .\src\main.c && .\build\main.exe

程序控制台输出正常：

- Memory Leak Test [id:0003] -
- Output(1) -
address of arr: 0000016700B90AA0, value of arr: 0
address of arr: 0000016700B90AA4, value of arr: 10
address of arr: 0000016700B90AA8, value of arr: 20
address of arr: 0000016700B90AAC, value of arr: 30
address of arr: 0000016700B90AB0, value of arr: 40
- Output(2) -
address of arr: 0000016700B90AA0, value of arr: 0
address of arr: 0000016700B90AA4, value of arr: 10
address of arr: 0000016700B90AA8, value of arr: 20
address of arr: 0000016700B90AAC, value of arr: 30
address of arr: 0000016700B90AB0, value of arr: 40

但程序执行完毕后弹出错误对话框，需定位错误来源。

错误根源 #

弹窗的核心原因是堆内存损坏：
在Output(2)的循环中，arr++被执行了5次，导致arr指针最终指向了原数组末尾的下一个地址（而非malloc返回的原始地址）。此时调用free(arr)，相当于尝试释放一个从未被malloc分配的地址，触发了CRT的堆内存检测机制，因此弹出错误对话框。

修复方案 #

有两种常见的修复方式：

方案1：保存原始指针

在分配内存后，立即保存malloc返回的原始地址，后续操作使用副本指针，最后释放原始地址：

int main(void)
{
    // ... 其他代码不变
    int element_count = 5;
    int *arr = alloc_memory(element_count);
    int *original_arr = arr; // 保存原始指针

    // ... 赋值和Output(1)循环不变
   
    printf("- Output(2) -\n");
    
    for(size_t i = 0; i < element_count; i++)
    {
        printf("address of arr: %p, value of arr: %d\n", arr, *arr);
        arr++;
    }

    free(original_arr); // 释放原始地址
    _CrtDumpMemoryLeaks();
    return 0;
}

方案2：不移动原始指针

修改Output(2)的循环逻辑，通过索引计算地址，避免修改arr的原始指向：

printf("- Output(2) -\n");

for(size_t i = 0; i < element_count; i++)
{
    printf("address of arr: %p, value of arr: %d\n", arr + i, *(arr + i));
    // 移除arr++，改用arr+i访问对应元素
}

free(arr); // 此时arr仍是原始地址，释放合法

额外说明 #

修复后，_CrtDumpMemoryLeaks()会正确检测到内存无泄漏（如果使用方案1或2），同时不会再弹出堆损坏的错误对话框。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者mbilyanov