使用 malloc() 函数和指针理解代码

Question

我正在尝试记录一些代码以提高我对指针的了解和一般的 ANSI C 能力。

 ...
 int static_store = 30;
 const char * pcg = "String Literal";
 int main()
 {
     int auto_store = 40;
     char auto_string[] = "Auto char Array";
     int * pi;
     char * pcl;
     pi = (int *) malloc(sizeof(int));
     *pi = 35;
     pcl = (char *) malloc(strlen("Dynamic String") + 1);
     strcpy(pcl, "Dynamic String");
 ...

乍一看，初始化了两个指针，pi和pcl，分别是int和char类型。

但是后面的几行让我很困惑，我不明白发生了什么。我可以看到正在调用 malloc 来分配 int (40) 大小的内存。是给变量pi和pcl分配内存吗？

Answer 1

2 个指针被 delcared（pi 和 pcl）。在声明时，它们未初始化。
pi 然后指向一个堆分配的内存块，该内存块可以容纳 1 个 int（其大小取决于平台，但通常为 4 个字节）分配有函数 maloc。在某处必须使用函数 free 显式释放此内存 - 不这样做将导致内存泄漏。
然后将 int 值 35 存储在该内存位置。 *pi 可以读作 "what the pointer pi points to" 它实际上与 pi[0].
相同 pcl 然后使用函数 malloc 指向一个堆分配的内存块，该内存块大到足以容纳 14 个字符加上一个 '\0' 字符（即 15 个字节）（如上所示，在某些时候这个必须释放内存）。
然后使用函数 strcpy.

将 15 个字符 "Dynamic String[=31=]" 放入该内存中

Answer 2

Is it assigning memory to the variables pi and pcl?

是的malloc是分配内存给这些指针。

pi 分配的内存等于 sizeof(int)（可能会有所不同），pcl 分配的内存等于 length of string plus 1（[=15= 加 1） ]).

From first looks, two pointers are initialised, pi and pcl, of type int and char respectively

它们已声明未初始化。

注- Please don't cast return of malloc

Answer 3

行： pi = (int *) malloc(sizeof(int)) 实际上为一个 int 变量分配内存。之后的行将值 35 放入该变量。

行： pcl = (char *) malloc(strlen("Dynamic String") + 1) 创建一个动态分配的 char 数组（相当于一个字符串）。该数组的大小是字符串的长度 ("Dynamic String") 加一。下一行将字符串："Dynamic String" 复制到分配的数组中。加一是必需的，因为 c 中的每个字符串都以字符 '[=13=]' 结尾，这是字符串结尾的标志。

Answer 4

malloc函数在heap（动态内存池）中保留一块内存，returns指向第一个元素的指针那块内存。该内存将保留，直到您调用 free，或程序退出。

通话中

pi = (int *) malloc(sizeof(int));

malloc 保留一块足够大的内存来存储单个 int 值，并且指向该内存块的指针被分配给 pi。您不需要转换 malloc¹ 的结果，这实际上被认为是不好的做法 ²。更好的写法是

pi = malloc( sizeof *pi );

表达式 *pi 的类型为 int，因此 sizeof *pi 等价于 sizeof (int)³。使用 sizeof *pi 而不是 sizeof (int) 的优点（以及放弃强制转换）是，如果您更改 pi 的类型（从 int * 到 long * ，例如），您不必在 malloc 调用中更改任何内容；无论 pi 的类型如何，它总是会分配正确数量的内存。少了一个令人头疼的维护问题。

同样，调用

pcl = (char *) malloc(strlen("Dynamic String") + 1);

保留足够的内存来保存 "Dynamic String" 的内容（+1 是字符串终止符所必需的）并将指向该内存的指针分配给 pcl。同样，最好写成

pcl = malloc( strlen("Dynamic String") + 1 ); // no cast

sizeof (char) 根据定义为 1，因此您不需要在上面的调用中显式 sizeof *pcl；但是，如果您决定将 pcl 的类型从 char * 更改为 wchar_t *，最好保留它，尽管您仍然需要更改字符串文字并更改计算长度的方式，因此它不是免维护的。

malloc调用的一般形式是

T *p = malloc( num_elements * sizeof *p ); // where num_elements > 1

或

T *p;
...
p = malloc( num_elements * sizeof *p );

有一个名为 calloc 的类似函数，它会将分配的内存块清零：

T *p = calloc( num_elements, sizeof *p );

或

T *p;
...
p = calloc( num_elements, sizeof *p );

^{1。无论如何，在 C 中； C++ 需要强制转换，因为 C++ 不允许 void * 和其他指针类型之间的隐式转换。但是无论如何，您不应该在 C++ 代码中使用 malloc。

那么，为什么人们仍然将 malloc 的结果转换为 C 语言呢？这在很大程度上是 ANSI 之前的日子（超过四分之一个世纪前）的遗留物，当时 malloc 返回 char *，如果不强制转换就不能分配给不同的指针类型。 1989 标准引入了 void * 类型，它本质上是一个 "generic" 指针，无需显式转换即可分配给其他指针类型。

2. 在 C89 标准下，如果编译器看到一个函数调用而没有看到该函数的声明，它将假定函数 returns int。因此，如果您忘记包含 stdlib.h 或在范围内没有 malloc 的声明，编译器将假定它是 returns 一个 int 值并生成机器相应的调用代码。但是，int 和指针类型不兼容，如果您尝试将一个分配给另一个，编译器通常会发出诊断。但是，通过使用强制转换，您可以抑制该诊断，并且稍后您可能运行陷入运行时间问题。

1999 年的标准取消了函数的隐式 int 类型，因此这不再是真正的问题，但转换仍然是不必要的，并且会导致维护问题。

3、sizeof是一个运算符，不是函数；仅当操作数是类型名称如 int 或 double 或 struct blah.
时才需要括号}

使用 malloc() 函数和指针理解代码

Understanding code with use of the malloc() function and pointers

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