何時在指針上使用數組，反之亦然

Question

我的理解是，除其他外，可以使用指針來允許您在需要時動態分配 memory（並且知道您需要多少），而不是預先使用 arrays 靜態分配它。

我很難確定何時更好地節省動態分配的計算時間並選擇更大的 memory 占用空間與更大的 memory 占用空間並使用一些計算時間來僅分配 ZCD69B4957F06CD818D7BF3D61980E2 需要。

有人可以對這個主題有所了解嗎？ 是否有任何通用規則可能有所幫助？

Answer 1

通常，當您知道要處理的數據的總大小或至少知道數據的最大大小時，您希望使用數組。 如果您真的不期望尺寸有巨大的變化，這尤其適用——如果（例如）變化是從 10 到 20 個項目，那么無論如何分配 20 個並完成它可能是最簡單的（除非每個項目都是真的很大）。

如果您提前對數據的大小知之甚少，或者（並且很可能）可能很容易處理太多而無法計划放入堆棧，那么動態分配將變得更加有用。 動態分配的主要弱點是，如果您需要知道大小，您需要自己跟蹤它，並由您確保在完成后釋放 memory。 C 中的許多（尤其是困難的、煩人的）問題歸結為在 memory 被釋放后使用，或者在完成后忘記釋放 memory。

Answer 2

在以下情況下，您應該使用動態分配的 memory：

• 您不知道在編譯時需要多少 memory
• memory 的數量在運行時會有所不同
• 你需要大量的 memory

在以下情況下，您應該使用靜態分配的 memory：

• 你知道編譯時的大小
• 所需的 memory 量低

使用動態分配的 memory 需要使用系統調用，這是您程序向操作系統詢問某些內容的時候。 您會受到速度損失，因為該進程可能會失去給予另一個進程的“處理時間”。 操作系統需要做很多事情來完成調用。 進行系統調用以詢問 memory 是一個比僅寫入存儲在進程堆棧中的數組更重的過程。

Answer 3

當您的數據是動態的，或者您需要從程序的不同區域傳遞數據時，您可以使用動態容器。

1 - 動態數據 假設您有一份鄰居列表。 他們在你的街道上建了一座新房子，你必須在名單上添加一個人，但你只為 15 個鄰居分配了足夠的空間。 這個動態 memory 將允許您增加該容器的大小。 這不是它的工作原理。 實際上，它找到了一個新的 memory 的必要大小的塊，然后將舊容器復制過來。

或者另一個例子。 假設您正在編寫一個跟蹤地址簿的程序。 您的一位用戶有十個聯系人。 另一個用戶是一家公司，有 50,000 名員工都需要存儲在此地址簿中。 您不想為擁有 10 個聯系人的用戶分配 50000 個空間，因此您可以准確分配所需的空間。

2 - 傳遞數據 當您分配 static 數據時，它被放置在堆棧上，然后在 scope 之后無法訪問。 所以如果你調用一些 function 來生成你的數組，然后將數組的 memory 地址傳回給它的調用者，你會得到一個運行時錯誤。 這是因為在退出 function 之后，數組超出了 scope，因此它從堆棧中彈出。

但是，如果您動態分配它，它會在堆上進行，並且在您釋放它或程序退出之前不會被釋放。 所以你可以只保留一個指向數組開頭的指針，並在整個程序中使用它，而不用擔心它會從 scope 出來，直到你想要它。

Answer 4

Arrays 只是 memory 的連續塊。 當你聲明一個數組時，你有一個指針

int foo[5];

foo （沒有索引）是指向該數組中第一個元素的指針。

foo[0] = 1;
*foo = 1;

那些做同樣的事情，就像：

foo[1] = 2;
*(foo + 1) = 2;

當您使用int foo[5]; 您正在堆棧上創建。 這是當前 function 本地的，一旦您從 function 返回，它就不再有效。 如果你malloc() memory，你正在堆上創建數組（並有一個指向它的指針）

int *foo = malloc(sizeof(int) * 5);
foo[0] = 1;
*foo = 1;

您必須自己管理這個 memory，並在完成后free()它：

free(foo);

Answer 5

雖然這個問題有一個公認的答案。 讓我談談稍微不同的事情。 在 C 中，有時您可以使用在運行時確定大小的數組。 例如：

void foo (int a[], int n) {
    int buf[n];
    /* do something with buf[] */
}

這種 arrays 在堆棧中分配並且大小可變。 與做 malloc 的區別在於你不必free() memory; 當 function 調用存在時，這將被處理。 當然這也意味着你可能無法返回數組的地址。