ฟังก์ชัน free() ใน C/C++: การปล่อยหน่วยความจำ Dynamic Memory

free() เป็นฟังก์ชันใน C Standard Library (<cstdlib> / <stdlib.h>) ใช้สำหรับ Deallocate (ปล่อย) หน่วยความจำที่จองไว้ด้วย malloc(), calloc(), หรือ realloc() เท่านั้น

ลายเซ็น

void free(void* ptr);

ptr: Pointer ที่ได้จาก malloc/calloc/realloc
ถ้า ptr == nullptr: ไม่ทำอะไร (Safe)
ไม่คืนค่า (void)

ตัวอย่างครบวงจร: malloc → realloc → free

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <cstring>

int main() {
    // 1. Allocate
    char* str = static_cast<char*>(std::malloc(15)); // 15 bytes
    if (!str) return 1; // Check NULL
    
    std::strcpy(str, "tutorialspoint");
    std::cout << "String = " << str << ", Address = " << static_cast<void*>(str) << '\n';

    // 2. Reallocate (ขยายขนาด)
    str = static_cast<char*>(std::realloc(str, 25)); // 25 bytes
    if (!str) return 1;
    
    std::strcat(str, ".com");
    std::cout << "String = " << str << ", Address = " << static_cast<void*>(str) << '\n';

    // 3. Deallocate (สำคัญมาก!)
    std::free(str);
    str = nullptr; // Good Practice: ป้องกัน Dangling Pointer
    
    return 0;
}

ผลลัพธ์


String = tutorialspoint, Address = 0x22fe38
String = tutorialspoint.com, Address = 0x22fe38

กฎสำคัญ (Rules of Thumb)

กฎ	รายละเอียด
จับคู่ new/delete	`new` → `delete`, `new[]` → `delete[]`
จับคู่ malloc/free	`malloc/calloc/realloc` → `free`
ห้ามผสม	ห้าม free(new_ptr) หรือ delete(malloc_ptr) → Undefined Behavior
Free NULL ปลอดภัย	`free(nullptr)` เป็น No-op (ปลอดภัย)
Double Free	Free เดียวกัน 2 ครั้ง → Heap Corruption / Crash
Use After Free	Access Memory หลัง Free → Undefined Behavior
Memory Leak	ไม่ Free → Memory หายไปจนจบ Process

C++ Modern Approach: Smart Pointers (หลีกเลี่ยง free/delete โดยตรง)

#include <memory>
#include <iostream>

int main() {
    // Unique Ownership
    auto ptr = std::make_unique<int[]>(100); // auto free ด้วย delete[]
    
    // Shared Ownership
    auto shared = std::make_shared<std::string>("Hello");
    
    // Custom Deleter สำหรับ C API (malloc/free)
    auto c_ptr = std::unique_ptr<char, decltype(&std::free)>(
        static_cast<char*>(std::malloc(100)), std::free
    );
}

สรุป

free() เป็น C-style Memory Deallocation สำหรับ malloc/calloc/realloc ใน C++ สูงสุดควรใช้ Smart Pointers (unique_ptr, shared_ptr) พร้อม Custom Deleter เพื่อ RAII (Resource Acquisition Is Initialization) ป้องกัน Memory Leak และ Double Free โดยอัตโนมัติ