使用 void 指针在 C 中重新编程 Calloc / Realloc

Question

我实际上是在学习 C 编程，而我的学校实际上不允许我们在不重新编程的情况下使用 calloc / realloc。这就是我寻求帮助的原因。

这是我的问题：我想使用 void * 使我的代码可重用，但是当我尝试运行通过我的数组时遇到问题 "dereferencing void * pointer"。我无法获取最终指针的类型。

这是我的功能：

#include <stdlib.h>

void *my_calloc(size_t size, size_t n)              //n = number of bytes your type : sizeof(<whatever>)
{
    void *ptr = NULL;

    if (size < 1 || n < 1)
        return (NULL);
    ptr = malloc(n * (size + 1));
    if (ptr == NULL)
        return (NULL);
    for (int i = 0; i != (n * (size + 1)); i++) {
        *ptr = NULL;                                //Here is my problem
        ptr++;
    }
    return (ptr);
}

void *my_realloc(void *src, size_t size, size_t n)
{
    void *dst = NULL;
    int dst_len = 0;

    if (src == NULL || size < 0 || n < 1)
        return (NULL);
    dst_len = my_strlen(src) + size;
    if (dst_len == my_strlen(src))
        return (src);
    dst = my_calloc(dst_len, n);
    if (dst == NULL)
        return (NULL);
    for (int i = 0; src[i] != NULL;i++)
        dst[i] = src[i];                        //Here is the same problem...
    free(src);
    return (dst);
}

我在编写 post 时发现了一个问题，我的 my_strlen 函数只能接受一个字符 *...所以我需要一个看起来像 my_strlen 的函数:

int my_strlen(void *str)
{
    int len = 0;

    while (str[len] != NULL) {                //same problem again...
        len++;
    }
    return (len);
}

我调用 calloc / malloc 的典型函数是：

int main(void)
{
    char *foo = NULL;
    int size = 0;
    int size_to_add = 0;

    size = <any size>;
    //free(foo);                                //only if foo has been malloc before
    foo = my_calloc(size, typeof(*foo));

    //something

    size_to_add = <any size>;
    foo = my_realloc(foo, size_to_add, sizeof(*foo))

    //something

    free(foo);
    return (0);
}

感谢您的帮助。

Answer 1

void 是一个不完整的类型，因此您不能取消引用 void *。但是，您可以将其转换为 char * 或 unsigned char * 以访问单个字节。

所以my_calloc可以这样做：

((char *)ptr)[i] = 0;

而my_realloc可以做到这一点：

((char *)dst)[i] = ((char *)src)[i];

Answer 2

my_calloc()有各种烦恼:

尝试在 void *

上进行指针数学运算

这是未定义的行为 (UB)。
而是使 ptr 成为字符指针。

// void *ptr = NULL;
unsigned char *ptr = NULL;
...
ptr++;

尝试取消引用 void *

这也是UB
而是使 ptr 成为字符指针。

// void *ptr = NULL;
unsigned char *ptr = NULL;
...
// *ptr = NULL;
*ptr = '[=11=]';

my_calloc() 比 calloc()

分配更多的内存

与calloc()相同，不加一个。

// ptr = malloc(n * (size + 1));
ptr = malloc(n * size);

无溢出保护

my_calloc() 未检测到 n * (size + 1) 的溢出。一个测试是

// Note: it is known n > 0 at this point
if (SIZE_MAX/n > size+1) return NULL;
// or if OP drop the + 1  idea, 
if (SIZE_MAX/n > size) return NULL;

my_realloc()有各种烦恼:

签名不同

我希望 "school actually doesn't allow us to use calloc / realloc without reprogramming them" 的目标是创建一个 realloc() 的替代品，而 my_realloc() 不是。如果需要不同的功能，请考虑一个新名称

void *my_realloc(void *src, size_t size, size_t n)
// does not match
void *realloc(void *ptr, size_t size);

无法处理缩减分配

数据的复制没有考虑到新的分配可能比之前的分配小。这导致 UB。

不需要的代码

size < 0 总是假的

内存泄漏

下面的代码在返回前不会释放 src。此外，它在 n>0 时不分配任何东西。这不同于 calloc(pit, 0) 和 calloc(NULL, 42)。

// missing free, no allocation 
if (src == NULL || size < 0 || n < 1) {
    return (NULL);
}

假设字符串

my_strlen(src) 假设 src 指向一个有效的字符串。 calloc() 不假设。

使用 void 指针在 C 中重新编程 Calloc / Realloc

Reprogramming Calloc / Realloc in C Using void pointers

c

malloc

realloc

void-pointers

calloc