C 指標進階：GetMemory 經典面試題深度剖析與記憶體管理陷阱

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為什麼 `GetMemory(str)` 無法修改指標？

這是 C 語言指標教學中最經典的「坑」：指標本身也是變數，傳遞給函數時是「傳值呼叫」，函數內部修改的是副本，不影響原指標。

錯誤示範：一級指標傳遞

void GetMemory(char *p) {
    p = (char*)malloc(100); // 修改區域副本 p
}
int main() {
    char *str = NULL;
    GetMemory(str); // str 仍為 NULL
    strcpy(str, "Hello"); // 崩潰：解參考空指標
}

記憶體圖解：

str 位於 0x0012ff7c，值 0 (NULL)
呼叫 GetMemory 時，參數 p 另闢棧框 0x0012ff2c，複製 str 的值 0
malloc 回傳 0x00372b70 存入 p，str 完全不知情
函數返回，p 銷毀，str 依然 NULL

正解：二級指標（指標的指標）

void GetMemory(char **p) {
    *p = (char*)malloc(100); // 透過解參考修改原指標
}
int main() {
    char *str = NULL;
    GetMemory(&str); // 傳遞 str 的位址
    strcpy(str, "Hello"); // 正常運作
    free(str); // 記得釋放！
}

關鍵差異：p 指向 str 的位址（0x0012ff7c），*p 即 str 本身，修改 *p 等同修改 str。

程式碼片段	結果	原因
`void GetMemory(char **p) { p = malloc(100); }`	編譯錯誤	無法將 `char` 指派給 `char*`
`p = (char**)malloc(100);`	編譯通過，執行崩潰	強制轉型掩蓋型別錯誤，實際寫入錯誤位址
`void GetMemory(char *p) { p = malloc(100); } GetMemory(&str);`	編譯錯誤	`char*` 不能隱式轉為 `char`

其他常見記憶體錯誤模式

// 1. 回傳區域陣列指標（棧記憶體函數返回即失效）
char *GetMemory2(void) {
    char p[] = "hello world";
    return p; // 錯誤：p 位於棧上
}

// 2. 回傳字串常數（安全：存放於唯讀資料段）
char *GetMemory3(void) {
    return "hello world"; // 正確：靜態儲存期
}

// 3. 釋放後仍使用（野指標）
void Test5(void) {
    char *str = malloc(100);
    strcpy(str, "hello");
    free(str);
    if (str != NULL) { // 錯誤：free 不會將指標設為 NULL
        strcpy(str, "world"); // 未定義行為
    }
}

// 4. 指標位移後釋放（必須釋放原始位址）
void Test6(void) {
    char *str = malloc(100);
    strcpy(str, "hello");
    str += 6; // 指標移動
    free(str); // 錯誤：傳遞非 malloc 回傳位址
}