参照CS50第5讲使用realloc扩容数组输出随机数问题

代码中共有3处核心逻辑错误，直接触发未定义行为，导致前三个元素读取到随机垃圾值：

• 空指针判断对象错误
  调用realloc后需要校验的是它的返回值tmp是否为NULL（realloc分配失败时返回空指针），原代码错误判断了旧指针list，等于完全没做realloc的失败校验。
• 错误手动释放旧指针list
realloc本身已经封装了完整的内存调整逻辑：如果原内存块后方有足够连续空间，会直接在原地址扩展内存，返回值和旧指针list完全相同；如果原位置空间不足，会自动申请新的足够大的内存块，拷贝原有数据后自动释放旧内存块。两种场景下都不需要手动调用free(list)。
  原代码手动释放list的操作，要么触发重复释放（double free），要么直接释放正在使用的有效内存，后续访问这块内存就属于未定义行为，读到的就是内存中残留的随机值。你看到最后一个元素4能正常输出，是因为free仅标记内存为可重用状态，不会立刻擦除内存内容，刚写入的4暂时残留在对应位置，属于偶然现象，不代表代码逻辑正确。
• 冗余的空指针释放逻辑
  当最开始的malloc返回NULL时，说明内存申请失败，此时list本身就是空指针，free(NULL)是C标准定义的无操作，这行释放代码完全冗余，没有实际作用。

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

int main(void){
    int *list = malloc(3 * sizeof(int));
    if (list == NULL)
    {
        return 1;
    }

    list[0] = 1;
    list[1] = 2;
    list[2] = 3;

    // 调整数组大小为可存储4个int
    int *tmp = realloc(list, 4 * sizeof(int));
    // 正确校验realloc返回值
    if (tmp == NULL)
    {
        // 分配失败时释放原有内存再退出
        free(list);
        return 1;
    }

    tmp[3] = 4;
    // 用新指针覆盖旧指针即可，无需手动释放旧内存
    list = tmp;

    // 打印数组内容
    for (int i = 0; i < 4; i++)
    {
        printf("%i\n", list[i]);
    }

    // 最终释放内存
    free(list);
    return 0;
}

调用realloc时不要手动释放传入的旧指针，否则大概率触发内存错误；另外永远要校验realloc的返回值，不要直接把返回值赋值给原指针，否则分配失败时原指针会被置为NULL，造成原有内存泄漏。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者zixuan zhu