C语言调用free释放malloc分配的指针时触发无效指针错误排查

你的代码存在3处逻辑错误，直接触发无效指针报错和内存泄漏：

• 字符串赋值逻辑完全错误：你先为data[0]、data[1]调用malloc分配了堆内存，紧接着直接用=把字符串常量的地址赋值给这两个指针。这一步不会把字符串内容写入你申请的堆空间，只会把指针从堆地址改写为指向只读数据段的字符串常量地址：一方面之前申请的堆内存再也无法访问，造成内存泄漏；另一方面你最终传入free的是指向只读常量的非堆指针，而free仅能释放malloc/calloc/realloc返回的堆内存地址，因此触发无效指针错误。
• 结构体内存分配大小错误：list namesArray = (list)malloc(sizeof(list));中list是你typedef定义的结构体指针类型，sizeof(list)计算的是指针本身的长度（通常是4/8字节），不是struct List_Repr结构体的实际大小，会造成后续访问结构体成员时的内存越界。
• 字符串指针数组分配大小错误：(*myList)->data = (string*)malloc(numOfNames*sizeof(string*));中data是string*类型，存储的元素是string（即char*），因此单元素大小应该取sizeof(string)，多写一层解引用属于类型匹配错误，在多数指针长度一致的平台上不会立刻崩溃，但存在可移植性问题。

• 字符串赋值禁止直接用=将常量地址赋值给堆指针，引入string.h头文件后使用strcpy将字符串常量的内容拷贝到你申请的堆内存中，保证指针始终指向合法的堆地址。
• 所有malloc调用的大小参数严格匹配目标类型：分配结构体时取结构体本身的长度，分配数组时取数组存储元素的类型长度。
• （可选）新手阶段不建议typedef隐藏指针类型，显式写结构体指针可以大幅降低类型层级判断错误的概率。

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

typedef char* string;

typedef struct List_Repr {
    string *data;
} *list;

void addNames(list *myList, int numOfNames){
    // 修正数组元素大小计算
    (*myList)->data = (string*)malloc(numOfNames * sizeof(string));
    
    // 申请堆空间后用strcpy拷贝字符串内容
    (*myList)->data[0] = (string)malloc(strlen("Raymond") + 1);
    strcpy((*myList)->data[0], "Raymond");
    (*myList)->data[1] = (string)malloc(strlen("George") + 1);
    strcpy((*myList)->data[1], "George");
}

void printNames(list *myList){
    printf("%s\n", (*myList)->data[0]);
    printf("%s\n", (*myList)->data[1]);
}

int main()
{
    // 修正结构体分配大小计算
    list namesArray = (list)malloc(sizeof(struct List_Repr));

    addNames(&namesArray, 2);
    printNames(&namesArray);
    
    // 所有待释放指针均为malloc返回的合法堆地址，无报错
    free(namesArray->data[0]);
    free(namesArray->data[1]);
    free(namesArray->data);
    free(namesArray);
    
    return 0;
}

注：你原先用sizeof("Raymond")计算字符串长度是可行的，因为C语言中字符串常量末尾自动带\0结束符，sizeof会把结束符长度算入；换成strlen+1的写法更通用，后续修改字符串内容时不容易出现长度计算错误。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Raymond Arthur