关于内存分配良好做法的疑惑

Question

假设我有一个声明类似于此的结构

typedef struct {
    char *name;
    int age;
    double *numbers; // A pointer to a list of doubles
} Person;

假设我有一个“初始化”函数 Person_new，它创建一个新的 Person，它将 char *name、int age 和 double *numbers 作为parameters, 为新的 Person 分配内存，并将其参数的值分配给新的 Person.

的相应元素

Person *Person_new(char *name, int age, double *numbers) {
    Person *self;
    self = malloc(sizeof(Person));
    if (self != NULL) {
        self->name = name;
        self->age = age;
        self->numbers = numbers;
    } 
    return self;
}

使用此功能的正确方法是什么？它是否也应该为结构的元素分配内存？我对此的理解是，由于 age 不是指针，我不应该为此分配任何其他内存（因为我 malloc 它是 mallocing self 时）。因此，我应该为其他两个参数分配一些内存，因为在我的函数中，我只为它们的指针分配了内存。那么，这个 malloc 应该由使用该功能的人还是由该功能本身制作？

Answer 1

通常，设计依赖于“软拷贝”的数据结构不是一个好主意。也就是说，您实际上并不是在制作传递数据的“硬拷贝”，您只是指向它，而实际分配是在别处完成的。由于多种原因，这是有问题的 - 例如，数据可能会变得无效。

有些情况下“软拷贝”可能有意义，例如使容器指向只读数据（如字符串文字）。但一般来说，如果您正在创建一个具有 read/write 访问权限的容器，您应该复制所有传递的值，以便容器“拥有”它使用的所有内存。

在您的情况下，您似乎在做一些简单的数据库，在这种情况下，您绝对应该分配传递的数据的副本。通常分配的代码部分也负责释放它，因此您还需要提供清理功能。

Answer 2

严格来说你说的是对的（不需要分配两次age，需要分配name和numbers）

但是，如果您愿意对这些字段施加长度限制，我建议您这样做：

typedef struct {
    char name[MAX_NAME_LENGTH];
    int age;
    double numbers[MAX_NUMBERS_LENGTH];
} Person;

在这种情况下，当您 malloc 这个结构时，name 和 numbers 的内存也会被分配。然后，在您的 Person_new 函数中，您可以将收到的指针中的 name 和 numbers 值复制到结构的字段中，例如使用 memcpy。这样，该结构使用的所有内存都归该结构所有，这可以防止潜在的问题（如果 numbers 或 name 的内存在该结构仍在使用时被释放怎么办？）。这也意味着当您释放 Person 时，其字段的内存也将被释放，这也是 IMO 的良好行为。

Answer 3

Should it also be allocating memory for the elements of the struct?

对此没有“一刀切”的答案。

这取决于你的程序在做什么，例如数据来自哪里以及这些数据是如何读入系统的。

例如，数据可能来自某个其他函数读取的文件，每当从文件中读取“人”时，该函数就会调用您的 Person_new。在这种情况下，很可能 file-reader 函数在读取名称和数字时已经使用了动态分配。如果是这样，在 Person_new 内分配内存并再次复制所有数据将毫无意义。相反，只需将指针存储到“已分配”内存就可以了。

你在写函数的时候，总是需要描述这个函数是干什么的，描述调用这个函数的规则，即订立契约。可以这样写 name 和 numbers 必须是指向使用 malloc 获得的内存的指针，并且所有权作为调用函数的一部分进行转移。（没有标准但广泛使用的 strdup 是转移已分配内存所有权的示例）。

但请注意，这会限制您的函数的使用方式。例如，您的函数不能与指向具有自动存储持续时间的数组（即局部变量）的指针一起使用，更糟的是：如果有人违反您的合同并确实传递了指向局部变量的指针，那么这是一个无法被检测到的错误编译器。

如果您的函数分配内存并复制数据，则无需对函数的调用方式设置此类限制。

另一方面，如果“必须是指向动态分配内存的指针”限制适合您的用例，您可以避免不必要的分配和数据复制。

因此 - 重复一遍 - 没有适合所有用例的单一解决方案 - 这取决于您程序的其余部分。

关于内存分配良好做法的疑惑

Doubts about memory allocation good practices

c

memory-management

malloc