使用Valgrind检测C语言动态数组出现内存泄漏的原因排查

问题描述 #

编写自定义动态数组后，自认为内存管理逻辑正确，但Valgrind检测出明确的内存泄漏，需定位问题根源。

泄漏根源分析 #

问题核心出在realloc_array函数的实现上：

void realloc_array(array* arr, int size)
{
    int* new_arr = (int*)malloc(size * sizeof(int));
    memcpy((void*)new_arr, arr->arr, arr->size * sizeof(int));
    arr->arr = new_arr;
}

每次调用该函数时，都会通过malloc分配新内存块并完成数据拷贝，但完全没有释放旧的arr->arr指向的内存。

结合代码执行流程来看：

1. 初始创建数组时，create_array分配了20字节的内存（5个int，按4字节/int计算）；
2. 添加第6个元素时触发第一次扩容，realloc_array分配28字节新内存（7个int），但原20字节内存的指针被新地址覆盖，这块内存从此无法被访问和释放；
3. 添加第8个元素时触发第二次扩容，再次分配40字节新内存（10个int），同样未释放之前的28字节内存；
4. 最终delete_array仅释放了最后一次分配的40字节内存和数组结构体本身，之前的20字节、28字节内存彻底丢失，对应Valgrind检测到的两个泄漏块。

Valgrind的检测结果也直接指向这两处：

• 20字节泄漏来自create_array中初始分配的数组内存；
• 28字节泄漏来自第一次扩容时realloc_array分配的内存块。

修复方法 #

修改realloc_array函数，在替换指针前释放旧内存：

void realloc_array(array* arr, int size)
{
    int* new_arr = (int*)malloc(size * sizeof(int));
    memcpy((void*)new_arr, arr->arr, arr->size * sizeof(int));
    free(arr->arr); // 释放旧内存块
    arr->arr = new_arr;
}

也可以直接使用标准库的realloc函数简化实现，它会自动处理旧内存的释放（分配成功时）：

void realloc_array(array* arr, int size)
{
    int* new_arr = (int*)realloc(arr->arr, size * sizeof(int));
    if (new_arr != NULL) { // 必须检查realloc是否成功
        arr->arr = new_arr;
    }
    // 可添加分配失败的错误处理逻辑
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者lbsmart