第03問の答え

答え

  for (int i=0; i<strlen(text); i++) {
    pPartOfText = malloc(sizeof(text)); /* ← 繰り返し呼び出される */
    if (pPartOfText) {
      strncpy(pPartOfText, text + i, sizeof(text));
      printf("%d: %s\n", i, pPartOfText);
    }
  }

  if (pPartOfText) {
    free(pPartOfText); /* ← 1度しか呼び出されない */
    pPartOfText = 0;
  }

  for (int i=0; i<strlen(text); i++) {
    pPartOfText = malloc(sizeof(text));
    if (pPartOfText) {
      strncpy(pPartOfText, text + i, sizeof(text));
      printf("%d: %s\n", i, pPartOfText);

      free(pPartOfText);
      pPartOfText = 0;
    }
  }

解説

これは、メモリーリークに関する出題でした。メモリーリークとは、不要になったメモリーを解放せずに放置してしまうことです。

問題のプログラムではmalloc()はforループの内側にあり、全部で6回呼び出されています。これに対して、free()は高々1回しか呼ばれません。これでは、5つのメモリー領域が解放されずに残ってしまいます。

それでも、今回のプログラムを実行すると期待通りの内容が表示されました。メモリーリークは、発生したからといってすぐに致命的な問題を引き起こすわけではないのです。でも、こういう小さな見落としの積み重ねが、やがて大きな問題につながります。

問題のプログラムでは、ループの内側でmalloc()の結果を受け取るポインタが、ループの外側で宣言されていました。1つのポインタを何度も使い回しています。

  char *pPartOfText = 0;
  for (int i=0; i<strlen(text); i++) {
    pPartOfText = malloc(sizeof(text));

ポインタの宣言もループの内側に入れてしまえば、よりシンプルで見通しの良いプログラムになります。

  for (int i=0; i<strlen(text); i++) {
    char *pPartOfText = malloc(sizeof(text));

なお、malloc()で確保されたメモリー領域は、プログラムが実行を終えるときにすべて解放されます。そのため、今回のような小さなプログラムでは大した問題は起こりません。でも、プログラムが複雑になってくると、メモリーリークは致命的な問題につながります。

例えば、常駐型のプログラムが毎日少しずつfree()を呼び出し忘れていたらどうなるでしょうか。動作を開始してから数週間後にメモリー不足になり、突然クラッシュしてしまうかもしれません。

修正後のプログラム

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

int main(void) {
  char text[] = "Hello!";

  for (int i=0; i<strlen(text); i++) {
    char *pPartOfText = malloc(sizeof(text)); /* ← ループの内側で宣言 */
    if (pPartOfText) {
      strncpy(pPartOfText, text + i, sizeof(text));
      printf("%d: %s\n", i, pPartOfText);

      free(pPartOfText); /* ← 確保されたメモリー領域の数だけ呼び出す */
      pPartOfText = 0;
    }
  }

  return EXIT_SUCCESS;
}

0: Hello!
1: ello!
2: llo!
3: lo!
4: o!
5: !