在 C 語言中使用 malloc 分配結構體記憶體
Jinku Hu
2023年10月12日
本文將介紹幾種在 C 語言中如何使用 malloc 分配結構體記憶體的方法。
使用 malloc 與 sizeof 操作符在 C 語言中分配結構體記憶體的方法
malloc 是 C 語言中動態記憶體分配的核心函式，它接收一個整數引數，代表要分配的位元組數。為了分配已經定義好的自定義 struct 物件的記憶體，我們應該呼叫 sizeof 運算子，檢索該物件需要儲存的記憶體量。
注意，我們可以直接將 sizeof(MyObject) 表示式作為引數傳入 malloc 呼叫中。關於 malloc 的一個注意事項是，成功分配的記憶體不會被初始化，這意味著可能會儲存一些垃圾值。為了應對這個問題，C 庫提供了另一個有用的函式-calloc 來自動將記憶體區域初始化為零。下面的例子顯示了單個 MyObject 結構的記憶體分配。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
enum VALID { FALSE, TRUE };
typedef struct {
int valid;
int *data;
size_t size;
} MyObject;
int main() {
int *tmp = NULL;
MyObject *my1 = malloc(sizeof(MyObject));
my1->valid = TRUE;
my1->data = tmp;
my1->size = sizeof tmp;
free(my1);
exit(EXIT_SUCCESS);
}
使用 for 迴圈為 C 語言中的結構陣列分配記憶體
經常需要宣告一個結構的陣列，它可能需要一個比堆疊上可用的更大的記憶體區域。因此，我們需要將該陣列分配為動態記憶體。下面的示例程式碼演示了在堆疊上宣告 100 個指向 MyObject 結構的指標陣列，但每個單獨的 MyObject 物件是在動態記憶體（堆）上分配的情況。
需要注意的是，我們還實現了 initMyObject 函式來初始化 MyObject 中的每一個成員，僅用於測試目的。如果傳遞的指標是 null，該函式就返回 -1，並將 if 語句放在 for 迴圈中，以確保列印出相應的錯誤資訊。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX 100
enum VALID { FALSE, TRUE };
typedef struct {
int valid;
int *data;
size_t size;
} MyObject;
int initMyObject(MyObject *obj, int val, int *dat, size_t siz) {
if (!obj) return -1;
obj->valid = val;
obj->data = dat;
obj->size = siz;
return 0;
}
int main() {
int *tmp = NULL;
MyObject *arr[MAX];
for (int i = 0; i < MAX; ++i) {
arr[i] = malloc(sizeof(MyObject));
if (initMyObject(arr[i], TRUE, tmp, sizeof(tmp)) == -1) {
fprintf(stderr, "[ERROR] initMyObject() failed\n");
break;
}
}
printf("finished\n");
exit(EXIT_SUCCESS);
}
雖然，前面的程式有一個錯誤的部分，任何生產程式碼都不允許這樣做。程式退出時，沒有對迴圈中動態分配的記憶體區域進行取消分配操作。請注意，與分配類似，陣列中的每個單獨的元素都必須被釋放。因此，我們在下面的程式碼示例中實現了一個單獨的函式 deallocMyObjectArray，來執行對 free 的反覆呼叫。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX 100
enum VALID { FALSE, TRUE };
typedef struct {
int valid;
int *data;
size_t size;
} MyObject;
int initMyObject(MyObject *obj, int val, int *dat, size_t siz) {
if (!obj) return -1;
obj->valid = val;
obj->data = dat;
obj->size = siz;
return 0;
}
int deallocMyObjectArray(MyObject *arr[], size_t len) {
if (!arr) return -1;
for (int i = 0; i < len; ++i) free(arr[i]);
return 0;
}
int main() {
int *tmp = NULL;
MyObject *arr[MAX];
for (int i = 0; i < MAX; ++i) {
arr[i] = malloc(sizeof(MyObject));
if (initMyObject(arr[i], TRUE, tmp, sizeof(tmp)) == -1) {
fprintf(stderr, "[ERROR] initMyObject() failed\n");
break;
}
}
deallocMyObjectArray(arr, MAX);
printf("finished\n");
exit(EXIT_SUCCESS);
}
作者： Jinku Hu
