分配指向结构的指针，但不是实际的结构

Question

我使用 malloc 分配了指向 struct 的指针的内存，但我没有为实际结构分配任何内容。但是我可以 access/use struct.

typedef struct A
{
  int w;
  int x;
  int y;
  int z;
}A;

int main(void) 
{
  A* a = malloc(sizeof(A*));  //Here I allocate memory just to pointer to A

  //Why can I do this than?:
  a->z = 10;
  a->w = 456;
  return 0;
}

为什么这样做？这只是巧合还是它总是应该以这种方式工作？一些注意事项：

我无法通过非动态分配做到这一点
测试于repl.it

Answer 1

malloc 调用分配请求的字节数和 returns 一个指针到分配的内存块的开头。

A* a = malloc(sizeof(A*));

您在这里请求 sizeof(A*) 字节，但是您请求的字节数请求是指向 A 的指针。但是，您需要一个字节的数量 A 对象，可能不一样。这似乎是一个微小的差异，但它是一个巨大的。你应该做的是：

A *a = malloc(sizeof(A));

甚至更好

A *a = malloc(sizeof *a);

第二个更好，因为你不能犯错误，它总是会传递给 malloc 正确的字节数。当使用 sizeof(<type>) 时很容易制作错误并在不需要时添加 *，就像您对 sizeof(A*).

所做的那样

I couldn't do that with non-dynamic allocation

好吧，你可以。对于一个简单的结构，您可以在不从中请求内存的情况下对其进行初始化堆（通过 malloc）：

A a;
a.z = 10;
a.w = 456;

或

A a = { .z = 10, .w = 456 };

也会这样做。

我们通常选择对结构体使用malloc的原因是结构体可能非常大，可能需要很多字节的内存。您拥有的 space 数量与变量函数相比，变量函数的堆栈框架非常小您在堆部分中拥有的内存。所以最好从堆使用 malloc。它还允许您将该指针传递给其他人函数，即使在请求内存的函数结束之后。

不过你忘记了两件事：

经常查看malloc的return，可能是NULL.
最后释放内存。当你不需要内存时：
```
free(a);
```

Answer 2

没有人说你应该做什么。这样做：

int main(void) 
{
  A* a = malloc(sizeof(A));  // Here I allocate an ins6tance of A and set a pointer to it

  a->z = 10;
  a->w = 456;
  return 0;
}

Answer 3

当你这样做时：

A* a = malloc(sizeof(A*));

您没有为 A 的实例分配足够的内存。因此，如果您读取/写入的任何成员恰好超出了实际分配的范围，您将调用 undefined behavior.

对于未定义的行为，您无法准确预测程序的输出。它可能会崩溃，可能会输出奇怪的结果，或者（在您的情况下）它可能看起来工作正常。如何通过进行看似无关的修改（例如额外的局部变量、调用 printf 进行调试或通过使用不同的选项重新编译）来改变未定义的行为清单。

仅仅因为一个程序可能崩溃并不意味着它会。

如果您使用 valgrind 等工具，它可以在您不正确地使用内存时捕获，例如在您的示例中。

Answer 4

实际上这将取决于实际的 CPU 体系结构和操作系统来判断这是否有效：

第一个问题是：什么是sizeof(A)，什么是sizeof(A *)？

我不知道 CPU 不等式 sizeof(A) <= sizeof(A *) 是否成立，但 CPUs（或具有外部存储器电路的计算机）至少是可能的.

在这种情况下，您的代码可以正常工作，因为 malloc 分配了足够的内存来保存结构 A。

如果不给出此条件，则取决于malloc的实际执行情况。许多实现会舍入 malloc 的参数，因此 malloc(5) 实际上会分配 16 个字节，而不是 5 个字节。

如果 malloc 将分配多达或超过 sizeof(A) 字节，一切都很好。

如果malloc分配少于sizeof(A)字节，则取决于分配的内存之后的内存是否使用以及是否存在的问题：

如果分配内存后的内存不存在（例如，在使用 MMU 时未映射），您将收到错误消息，具体取决于系统 - 在大多数现代计算机上，会有一个 "exception" 和您的程序会崩溃。

如果该内存之后的内存被其他数据占用，您将覆盖该数据，这可能会导致错误。

如果该内存之后的内存存在但未使用，您的程序将正常运行。

分配指向结构的指针，但不是实际的结构

Allocate pointer to struct, but not actual struct

c

pointers

struct

sizeof

dynamic-allocation