结构和内存管理，C

Question

我想了解一些关于结构和内存管理的事情。我有三个版本代码，其结果是相同的。它们仅在结构的 definition/allocation 上有所不同。在版本一中，结构分配有此代码：resultValue_t *resultVal = malloc(sizeof(resultValue_t));。在版本二中，结构是在函数内部创建的：resultValue_t resultVal;。在版本三中 resultValue_t resultVal; 是全局创建的。请问这三个定义到底有什么区别？哪一个给出了哪些可能性？哪个更受欢迎？我知道如果通过指针访问结构，则应使用 -> 运算符等。但在这里我对这些定义之间的差异和可能性感到好奇。

//version_1

typedef struct
{
    int valOne;
    int valTwo;
}resultValue_t;

void twoSum(int *array, int sum)
{
    int baseVal, tempSum;
    int arrLen = sizeof(array);
  
    resultValue_t *resultVal = malloc(sizeof(resultValue_t));
    
    //...
    if (tempSum == sum)
    {
        resultVal->valOne = array[index];
        resultVal->valTwo = array[nIndex];
        printf("%d + %d\n", resultVal->valOne, resultVal->valTwo);
    }
    //...

    free(resultVal);
}

//version_2

typedef struct
{
    int valOne;
    int valTwo;
}resultValue_t;

void twoSum2(int *array, int sum)
{
    int baseVal, tempSum;
    
    resultValue_t resultVal;
    
    //...
    if (tempSum == sum)
    {
        resultVal.valOne = array[index];
        resultVal.valTwo = array[nIndex];
        printf("%d + %d\n", resultVal.valOne, resultVal.valTwo);
    }
    //...
}

//version_3

typedef struct
{
    int valOne;
    int valTwo;
}resultValue_t;
resultValue_t resultVal;

Answer 1

版本 1 从堆中分配内存。
版本 2 从堆栈分配内存。
版本 3 使用 bss 部分的内存（在我使用的每个编译器实现中，但它可能来自其他地方）。它也是唯一初始化对象的版本（在本例中为全零）。

Answer 2

区别在于“存储时长”，即对象的生命周期。

在版本 1 中使用“分配的存储持续时间”。这意味着对象 resultVal 存在于 malloc returns 之后，直到某些代码通过调用 free 显式“杀死它”。在大多数系统上，内存分配在称为堆的区域中。分配通常很慢（即，除非有充分的理由，否则不要使用它 - 稍后见）。

在版本 2 中使用“自动存储持续时间”。这意味着对象 resultVal 一直存在，直到相关块的执行结束。在这种情况下，直到函数 returns。换句话说 - 在这种情况下，对象 resultVal 在执行进入函数时自动创建，并在执行离开函数时自动销毁。在大多数系统上，内存分配在称为堆栈的区域中。分配通常非常快。

在版本 3 中使用“静态存储持续时间”。这意味着对象 resultVal 从执行开始到执行结束都存在。因此可以在代码中的任何位置随时访问该对象。作为程序启动的一部分，内存通常分配在一些特殊区域，而且速度也非常快。

显然这 3 种类型都有用例。

通常应避免使用版本 3，但在某些特殊情况下静态对象是有意义的。使用时，通常最好使用关键字 static.

将它们的使用限制在“文件范围”

在大多数情况下，您应该选择版本 2，因为它既快速又安全。但是，如果对象的大小（在本例中 resultVal）非常大，由于堆栈溢出的风险，应避免使用版本 2。在那种情况下使用版本 1.

如果您希望对象在函数 returns 之后“存活”，版本 1 也很有用（实际上是必需的）。然而，问题中的示例并非如此，因为在离开函数之前调用了 free。

结论：

因为 resultValue_t; 是一个相当小的对象类型，并且对象 resultVal 在函数调用后不需要“活着”，你应该选择版本 2。

结构和内存管理，C

Structures and memory management, C

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