C 語言：同一記憶體重複 free() 導致錯誤（Double Free）

問題程式碼

char *a = (char*)malloc(4);
memcpy(a, "123", 3);
char *b = a;
char *c = a;

if (b) free(b);
if (c) free(c); // ❌ Double Free

錯誤原因

• a、b、c 指向**同一塊堆疊記憶體**。
• 第一次 free(b) 釋放該記憶體，並將該區塊標記為可用。
• 第二次 free(c) 嘗試釋放**已釋放**的記憶體 → **Double Free**，導致未定義行為（通常崩潰或堆疊損毀）。
• if (c) 判斷無效：free() **不會將指標設為 NULL**，c 仍保有舊位址（野指標），條件為真。

正確做法

1. 只釋放一次：

free(a); // 或 free(b) 或 free(c)，三選一
a = b = c = NULL; // 良好習慣：釋放後置 NULL

2. 若需多指標共享擁有權：使用參考計數或智慧指標（C++ shared_ptr），C 需手動實作。

防禦性寫法

void safe_free(void **ptr) {
    if (ptr && *ptr) {
        free(*ptr);
        *ptr = NULL;
    }
}
// 使用
safe_free((void**)&a); // a 釋放並設為 NULL
safe_free((void**)&b); // b 已為 NULL，不會重複釋放

核心原則

malloc/free 必須一一對應，同一記憶體區塊只能 free 一次。 釋放後立即將指標設為 NULL，避免野指標誤用。