将结构成员指针分配给另一个动态内存分配指针是否安全？

Question

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

struct Test {
    const char *str;
};

void test_new(Test *test) {
    char *s = malloc(100);
    
    s[0] = 'H';
    s[1] = 'i';
    s[2] = '\0';
    
    test->str = s;
}

int main(void) {
    struct Test test;
    
    test_new(&test);
    
    puts(test.str);
    free(test.str);
    
    return 0;
}

这是允许的吗？ 将结构成员分配给test_new函数中的局部变量（字符指针）？ （是否允许test->str = s ？）

我听说数组变量，当它是本地的，在函数结束后被释放。 我想知道这是否适用于内存分配的局部变量。

像这样：

char *test(void) {
    char s[100];
    return s;
}

s将在函数结束时消失，所以我想知道这是否适用于我的结构，尤其是我没有返回，而是更改了一个成员。

将结构成员指针（即test->str ）分配给另一个动态内存分配指针（即s ）是否安全？

Answer 1

从test_new函数中，让我们看一下这两行：

// 1
char *s = malloc(100);

// 2
test->str = s;

1之后你有这样的事情：

+---+     +-------------------------------+
| s | --> | memory allocated by malloc... |
+---+     +-------------------------------+

然后在2之后你有这样的事情：

+---+
| s | ----------\
+---+            \     +-------------------------------+
                  >--> | memory allocated by malloc... |
+-----------+    /     +-------------------------------+
| test->str | --/
+-----------+

然后一旦test_new返回， main函数中就只有这个：

+----------+     +-------------------------------+
| test.str | --> | memory allocated by malloc... |
+----------+     +-------------------------------+

这完全没问题。

Answer 2

在test_new函数中完成的分配/赋值是允许的并且是安全的。 这是因为char *s = malloc(100); line 在堆上分配内存（不在“本地”堆栈上），并且test->str = s; line 将指向该分配内存的指针分配给通过引用传递的结构成员。 因此，调用代码的结构变量中的该成员将按照您的意图进行修改。

有什么问题（使用第二个代码段中的本地内存示例）将是这样的：

void test_bad(Test *test) {
    char s[100]; // Local memory - gone when function returns
    s[0] = 'H';
    s[1] = 'i';
    s[2] = '\0';    
    test->str = s; // Pointer member of structure will be invalid after the return.
}

上面的错误代码会编译（它在语法上是正确的），但任何体面的编译器都会（或应该）警告您使用指向局部变量的指针。