如何使用 malloc 为结构数组动态分配 memory？

Question

我想在 C 中实现一个简单的数据库，我需要使用一个结构数组并在需要调整大小时重新分配它。
经过不断的努力，我意识到我不能将 malloc 用于结构数组，因为 malloc 返回一个指针，所以我不能在等号的左侧有一个结构。 所以我的问题是：

你怎么能 malloc 一个结构数组？

Answer 1

给定一个指向结构数组的第一个结构的指针p ，您可以使用p[i]访问索引为i的结构。

您可以像这样分配和初始化结构数组：

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


typedef struct { int MyInteger; } MyStructure;


MyStructure *GiveMeAnArrayOfStructures(size_t NumberOfStructures)
{
    //  Allocate memory.
    MyStructure *p = malloc(NumberOfStructures * sizeof *p);
    if (!p)
    {
        fprintf(stderr, "Error, unable to allocate memory.\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    //  Initialize structures.
    for (size_t i = 0; i < NumberOfStructures; ++i)
        p[i].MyInteger = i;

    //  Return array, via pointer to first element.
    return p;
}

此示例在赋值左侧使用结构成员，但我们也可以在左侧使用结构：

    for (size_t i = 0; i < NumberOfStructures; ++i)
    {
        MyStructure Example = { i };
        p[i] = Example;
    }

Answer 2

假设一个名为struct s的结构类型，你想为N个实例分配空间：

struct s *arr = malloc( sizeof *arr * N );

图形化：

      struct s *    struct s
      +---+         +---+
 arr: |   | ------> |   | arr[0]
      +---+         +---+
                    |   | arr[1]
                    +---+
                     ...
                    +---+
                    |   | arr[N-1]
                    +---+

换句话说， malloc 保留了足够的空间来存储 N 个结构，并返回一个指向该空间开头的指针，该指针存储在arr中。 您可以在指针和数组表达式上使用下标运算符[] ，因此您可以将每个结构称为arr[i]并将访问成员称为arr[i].member 。

大多数问题避免在“malloc”关键字之前使用类型转换。 它有什么好处？ 我被告知总是在 malloc 之前使用类型转换。

在 C（称为 K&R C）的最早版本中，不存在void类型，并且无法声明像void *这样的“通用”指针。 在那些日子里， malloc （以及calloc和realloc ）返回一个char * ，所以如果你想将结果分配给不是char *的东西，你必须转换结果：

/** K&R C */
int *ptr = (int *) malloc( sizeof *ptr * N );

这在 1989 年的标准中发生了变化，它引入了void类型并创建了void *可以直接分配给其他指针类型的规则，从而使强制转换变得多余。 因此，从 C89 开始，您可以编写：

/** C89 and later */
int *ptr = malloc( sizeof *ptr * N );

演员表不再是必要的，我们大多数人建议不要使用它，因为它只会增加混乱和犯错的可能性（如果你忘记了#include <stdlib.h> ，在 C89 标准下可能会抑制有用的诊断）。 您必须malloc结果的唯一时间是：

• 您正在使用古老的 K&R 编译器；
• 您正在将代码编译为 C++；

与 C 不同，C++不允许在void *和其他指针类型之间直接赋值，并且需要您使用强制转换。 但是，如果您正在编写 C++，那么无论如何您都不应该使用malloc 。