带指针的结构的malloc（已重访）

Question

道歉，如果这似乎是一个重复的问题，但我想澄清一下我在这里找到的关于使用malloc为包含指针的结构分配堆内存的上一个问题 。 我发现了许多其他有关malloc和struct的问题，但是由于某些原因，它们似乎都涉及在定义struct时使用typedef的人，所以我不知道这是否会改变问题的上下文，因此我想通过询问a来避免混淆新问题。

因此，此问题的答案似乎暗示着这样的结构：

struct Vector {
    double *data;
    size_t size;
};

创建实例时，我们应该为结构本身分配内存空间：

struct Vector *retVal = malloc (sizeof (struct Vector));

AND指向结构内部数据的指针：

retVal->data = malloc (sz * sizeof (double));

问题是我一直在阅读Brian Kernighan和Dannis Ritchie撰写的“ ANSI C编程语言”（第二版） ，虽然相当老，但是我认为那是一本好书。 不幸的是，它并没有详细介绍malloc 。 然后，我在第119页遇到了以下代码，该代码说明了符号表管理（例如用于预处理程序）如何工作的示例。 它为符号定义了一个结构（nlist），并用该文本替换了该符号。 nlists存储在静态数组（hashtab）中，使用简单的哈希函数，然后使用哈希的模数组大小来计算数组索引，因此如果发生冲突，则有一个指向下一个nlist的指针：

struct nlist { /* table entry: */
     struct nlist *next; /* next entry in chain */
     char *name; /* defined name */
     char *defn; /* replacement text */
 };

然后有一个安装功能，用于向hashtab添加新的nlist：

struct nlist *lookup(char *);
char *strdup(char *);

/* install: put (name, defn) in hashtab */
 struct nlist *install(char *name, char *defn)
 {
     struct nlist *np;
     unsigned hashval;
     if ((np = lookup(name)) == NULL) { /* not found */
            np = (struct nlist *) malloc(sizeof(*np));
         if (np == NULL || (np->name = strdup(name)) == NULL)
            return NULL;
         hashval = hash(name);
         np->next = hashtab[hashval];
         hashtab[hashval] = np;
     } else /* already there */
        free((void *) np->defn); /*free previous defn */
    if ((np->defn = strdup(defn)) == NULL)
        return NULL;
     return np;
 }

这是我开始哭泣和晃动的点，随着我的大脑从耳朵里融化而流口水。 在nlist结构中，指向next ， name或defn的指针似乎没有任何malloc操作。 这是对还是错？

谢谢。

PS的查找功能是：

/* lookup: look for s in hashtab */
 struct nlist *lookup(char *s)
 {
     struct nlist *np;
     for (np = hashtab[hash(s)]; np != NULL; np = np->next)
        if (strcmp(s, np->name) == 0)
            return np; /* found */
     return NULL; /* not found */
 }

Answer 1

您的问题分为几个部分：

在nlist struct ，指向next ， name或defn的指针似乎没有进行任何malloc操作。 这是对还是错？

从注释中可以看到，借助于strdup为您分配的name和defn都分配了空间来容纳关联的字符串。 （您因此都勾上，以free两个name和defn当他们不再需要。）

问题的症结，似乎是您困惑的根源，是链接列表的next指针。 正如艾哈迈德正确指出的那样， pointer是一种数据类型，与int或char相同。 （存储大小因操作系统而异，但是通常您会在x86上找到4-byte指针，在x86_64上找到8-byte指针。嵌入式系统在某些情况下也会出现这种情况。）

正如一个int可以容纳一个整数，而char可以容纳一个字符而无需进一步分配一样， pointer可以容纳一个内存地址而无需进一步分配。 如果查看链接列表，尤其是next指针的使用方式以及next指针的内容，您将看到， next next指针仅用于保存后面节点的地址：

    +----+      +----+      +----+
    |1st |      |2nd |      |3rd |
    |node|  +-->|node|  +-->|node|
    |    |  |   |    |  |   |    |
    |next|--+   |next|--+   |next|-->...
    +----+      +----+      +----+

节点本身已分配：

np = (struct nlist *) malloc(sizeof(*np));    [see: footnote 1]

分配每个节点时，还将分配next指针的空间。 无需进一步分配next 。 它可以很高兴地自己拥有下一个节点的地址。 您只需要为指针指向的内容分配一个内存块，而不是指针本身。

在许多情况下，您要分配的内容可能是指针，例如：

#define NUMPTRS 10

char **list;
list = malloc (NUMPTRS * sizeof *list);

但是如果仔细观察，它就会遵循规则。 您没有分配空间来保存list的地址，而是分配了10指针来保存其他地址。

希望这可以增加艾哈迈德想要解释的内容，并使您的头脑更加清晰。 如果您有任何疑问，请告诉我。

脚注：

1.无需malloc的返回值。

  np = malloc (sizeof *np); 

本身就很好。 请参见是否强制转换malloc的结果？

Answer 2

如果我理解您的问题，那么这里就是答案。 （顺便说一下，K＆R最好）指针保存一个内存地址，好吗？ 当您分配一个int *或char *时，它们都会在内存中分配相同的空间以分别引用一个int和一个char。 怎么样？ 在32位系统中，如果您从int *和char *两者中获取sizeof，则将发现它们已经分配了4个字节的内存。 为什么？ 因为它们必须足够大以容纳32位计算机中Ram的最大地址。 因此，如果他们已经占用了空间，为什么我们需要使用malloc？ 这是因为对于大小为5的字符串，您将需要6个字节的内存（5 +'\\ 0'）。 您使用malloc分配该内存，然后记下char *中第一个字节的地址。 我们不会将其直接写入char *内，因为这4个字节用于存储字符串的地址。 对？ 但是，假设您要引用系统中的另一个结构（而不​​创建一个结构），然后将分配的结构的第一个字节的地址放入结构指针中。 希望我能理解您的问题，否则，请随时发表评论。