C中的结构和动态内存分配？

Question

有人可以帮我用 C 编写程序以创建一个无限循环数组吗？

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct {
    int size;
    int *a;
} array;

array* unbounded_create() {
    array *x;
    x->size = 64;
    x = (array*)malloc(x->size*sizeof(array));
    if(x==NULL) {
        fprintf(stderr,"Could not allocate memory.\n");
        abort();
    }
    return x;
}

void unbounded_destroy(array *a) {
    free(a->a);
} 

void unbounded_double(array *a) {
    a = (array*)malloc(2*sizeof(array));
    a->size *= 2;
}

void unbounded_set(array *a, int i, int value) {
    while(i>a->size) {
        unbounded_double(a);
    }
    a->a[i] = value;
}

int unbounded_get(array *a, int i){
    while(i>a->size) {
        unbounded_double(a);
    }
    return a->a[i];
}

int main() {
    int i;
    array *A = unbounded_create();
    for(i=0;i<1000;i++) 
        unbounded_set(A,i,i);
    for(i=0;i<1000;i++)
        printf("%d", unbounded_get(A,i));
    puts("");
    unbounded_destroy(A);
    return 0;
}

这是我的代码，但编译器发送分段错误。 有人可以解释为什么会发生这种情况吗？

Answer 1

看这个：

array *x;
x->size = 64;  // Here you dereference x but x is uninitialized
x = (array*)malloc(x->size*sizeof(array));  // Here you assign to x

所以你在x未初始化时使用它。 这可能会导致段错误。

...但编译器发送分段错误

Nitpick：不，编译器不会发送段错误。 段错误发生在运行时。 不是在编译时。

进一步 - 这：

void unbounded_double(array *a) {
    a = (array*)malloc(2*sizeof(array));
    a->size *= 2;
}

不好。 您不能在调用者中更改a 。 你想要这样的东西：

void unbounded_double(array **a) {  // Pointer to pointer
    *a = malloc(2*sizeof(array));
    (*a)->size *= 2;
}

Answer 2

您似乎忽略了一个事实，即您需要为两件事分配内存：

• 结构本身
• 结构包含的数组。

查看unbounded_create ：

array *x;
x->size = 64;
x = (array*)malloc(x->size*sizeof(array));

在为x赋值之前取消引用它。 这会调用未定义的行为，在这种情况下会导致崩溃。

然后您将内存分配给x ，但不是适当的数量，并且您永远不会为a成员分配内存。 结构需要sizeof(array)字节， sizeof(array)需要x->size*sizeof(int)字节。

现在看unbounded_double ：

void unbounded_double(array *a) {
    a = (array*)malloc(2*sizeof(array));
    a->size *= 2;
}

您通过用新分配的内存覆盖它来丢弃先前分配给a的内存，并且您没有分配正确的数量。 但是，由于结构体指针是按值传递的，因此更改不会反映在函数外部，因此所做的只是泄漏内存。

您不需要为array实例分配空间，但您确实需要在a成员上使用realloc来扩展其大小并保留以前存储在那里的内容。

然后在unbounded_destroy ：

void unbounded_destroy(array *a) {
    free(a->a);
} 

您从未为a->a分配空间，而是尝试释放它，并且没有为a释放空间。 修复数组创建后，您需要释放两者。

进行上述更正后，您的代码应如下所示：

array* unbounded_create() {
    array *x;
    x = malloc(sizeof(array));   // don't cast the return value of malloc
    if(x==NULL) {
        fprintf(stderr,"Could not allocate memory.\n");
        abort();
    }

    x->size = 64;
    x->a = malloc(x->size*sizeof(int));
    if(x->a==NULL) {
        fprintf(stderr,"Could not allocate memory.\n");
        abort();
    }
    return x;
}

void unbounded_destroy(array *a) {
    free(a->a);
    free(a);
} 

void unbounded_double(array *a) {
    a->a = realloc(2*a->size*sizeof(int));
    if(a->a==NULL) {
        fprintf(stderr,"Could not allocate memory.\n");
        abort();
    }
    a->size *= 2;
}