free导致C中的分段错误

Question

在以下仅用于教育目的的程序中，我不明白为什么free()会导致分段错误。在最后一个循环中，我尝试清理我的双连接指针列表，但即使是first_node上的单个free()(如果我将其放在循环之外)也会导致分段错误......有人明白为什么吗？

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct Node Node;
struct Node {
Node *prev;
Node *next;
int val;
};
int main() {
Node *first_node;
Node *active_node;
Node *prev_node;
first_node->val = 0;
active_node = first_node;
for (int c = 1; c < 10 ; c = c + 1) {
active_node->next = (Node *)malloc(sizeof(Node));
active_node->next->val = c;
active_node->next->prev = active_node;
prev_node = active_node;
active_node = active_node->next;
}
active_node = first_node;
while (active_node) {
printf("Node: %dn", active_node->val);
prev_node = active_node;
active_node = active_node->next;
}
active_node = first_node;
while (active_node) {
prev_node = active_node;
active_node = active_node->next;
free(prev_node); 
}
return 0;
}

我确信这是free()，因为当我注释掉该行时，程序运行良好。

我的输出如下所示：

Node: 0
Node: 1
Node: 2
Node: 3
Node: 4
Node: 5
Node: 6
Node: 7
Node: 8
Node: 9
Segmentation fault (core dumped)

Answer 1

执行first_node->val = 0;时first_node未初始化。active_node接收此未初始化指针的值，并用于列表的最后一个节点。

实际上令人惊讶的是，该程序根本无法运行，您在main()函数的第一个语句上具有未定义的行为。

只需初始化active_node以NULL并修复初始化代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct Node Node;
struct Node {
Node *prev;
Node *next;
int val;
};
int main() {
Node *first_node;
Node *active_node;
Node *prev_node;
first_node = prev_node = NULL;
for (int c = 0; c < 10; c = c + 1) {
Node *new_node = (Node *)malloc(sizeof(Node));
if (new_node == NULL)
return 1;
new_node->val = c;
new_node->prev = prev_node;
new_node->next = NULL;
if (prev_node)
prev_node->next = new_node;
else
first_node = new_node;
prev_node = new_node;
}
active_node = first_node;
while (active_node) {
printf("Node: %dn", active_node->val);
active_node = active_node->next;
}
active_node = first_node;
while (active_node) {
prev_node = active_node;
active_node = active_node->next;
free(prev_node); 
}
return 0;
}