一、free函数的基本用法
free函数是c语言中的内存管理函数之一，用于释放之前动态分配的内存空间，以便后续程序可以再次使用该空间。其基本用法为：
void free(void *ptr);其中ptr为指向要释放的内存空间的指针。
需要注意的是，使用free函数释放的内存空间必须是之前使用malloc、calloc或realloc函数动态分配的。如果尝试释放非动态分配的内存或已经被释放的内存，将可能导致程序崩溃或产生未定义的行为。
二、free函数释放内存的机制
所谓动态分配的内存空间，是指在程序运行时，根据需要，通过申请操作系统的内存资源而获得的一块连续的、虚拟的内存空间。而要释放这块内存空间，就需要还回去操作系统。
free函数并不直接将内存空间返还给操作系统，而是将该内存块标记为可用。具体来说，free函数将释放的内存块归还给了操作系统的内存管理子系统，同时将其记为“可以重新被分配的空闲内存块”加入内存空闲块链表中。
当后续程序需要再次动态分配内存时，如果空闲块链表中已经有足够大小的空闲块，就会从链表中取出一个它认为最合适的空闲块返回给程序。否则，操作系统将为程序分配一块新的内存空间。
三、free函数的常见误用
1. 多次释放同一块内存
// 错误示范
char *p = (char*)malloc(100);
free(p);
free(p);这段代码中，第二次使用free函数释放同一块内存空间，将导致未定义的行为，可能会导致程序崩溃。
2. 释放非动态分配的内存
// 错误示范
int a = 10;
free(&a);这段代码中，尝试释放非动态分配的内存空间，将导致未定义的行为，可能会导致程序崩溃。
3. 释放已经被释放的内存
// 错误示范
char *p = (char*)malloc(100);
free(p);
free(p); // 第二次释放已经被释放的内存这段代码中，尝试释放已经被释放的内存空间，将导致未定义的行为，可能会导致程序崩溃。
四、free函数的实际使用场景
free函数通常用于以下场景：
1. 动态分配内存的程序
如果程序需要动态分配内存，那么在使用完毕后，就需要使用free函数来释放分配的内存空间。这可以防止内存泄漏，避免程序占用过多内存。
2. 需要频繁修改内存空间大小的程序
有些程序需要频繁地修改内存空间大小。由于操作系统分配内存的开销相对较大，因此如果每次修改大小都重新分配内存，将会影响程序的性能。在这种情况下，使用realloc函数可以避免重复分配内存。同时，释放内存时也需要使用free函数。
五、完整示例代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
char *p = (char*)malloc(100*sizeof(char));
if(p == NULL)
{
printf("内存分配失败。\n");
return 1;
}
printf("内存分配成功，内存地址：%p\n", p);
strcpy(p, "Hello world!");
printf("%s\n", p);
free(p);
printf("内存释放成功。\n");
return 0;
}这段示例代码中，首先使用malloc函数动态分配了100个字节的内存，然后向内存中写入了一个字符串，最后使用free函数释放了该内存空间。