C语言给结构体成员赋值后释放结构体触发段错误问题求助

问题根因 #

你触发段错误的核心原因是结构体内存分配时计算大小错误，导致堆内存越界写入，S->len = length的赋值操作破坏了堆的元数据，后续操作内存时触发崩溃，二者是直接关联的。

具体错误分析 #

1. 结构体分配大小错误（直接导致崩溃） #

你的代码中String是struct string*的别名，属于指针类型：

S = (String) malloc (sizeof (String));

这里sizeof(String)计算的是指针的大小（32位系统为4字节，64位系统为8字节），而你实际需要分配的是整个struct string结构体的内存。struct string包含两个成员：char* str（指针，64位8字节） + int len（4字节，内存对齐后总大小为16字节），你只申请了8字节内存，仅够存储第一个成员str。

当你执行S->len = length时，是向超出你申请范围的内存地址写入数据，属于堆越界写，直接破坏了堆内存的管理元数据，后续执行free、*Sp = NULL等操作时就会触发段错误。

你删除S->len = length后没有崩溃，只是因为你没有触发越界写，堆元数据没有被破坏，属于侥幸未触发问题，代码本身的内存越界bug依然存在。

2. 字符串分配类型错误（潜在bug） #

你分配字符串内存的代码也有问题：

S->str = (char*) malloc (sizeof (char*) * length + 1);

这里错误使用了sizeof(char*)（指针大小），而存储字符需要的是char类型的大小，标准规定sizeof(char)恒为1，所以正确写法是malloc(length + 1)即可，你的写法会导致分配的内存是实际需要的N倍（64位下是8倍），存在内存浪费和后续越界风险。

修正后的代码 #

String new_string (int length)
{
        String S;
        // 分配整个结构体的内存，而非指针大小
        S = (String) malloc(sizeof(struct string));
        if (S == NULL) return NULL;

        // 分配字符串内存，长度为length+1
        S->str = (char*) malloc(length + 1);
        if (S->str == NULL) {
                free(S); // 分配失败先释放已申请的结构体内存，避免泄漏
                return NULL;
        }

        S->str[length] = '\0';
        S->len = length;
        return S;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ridthyself