在 C 语言中使用 malloc 分配结构体内存
Jinku Hu
2023年10月12日
本文将介绍几种在 C 语言中如何使用 malloc 分配结构体内存的方法。
使用 malloc 与 sizeof 操作符在 C 语言中分配结构体内存的方法
malloc 是 C 语言中动态内存分配的核心函数，它接收一个整数参数，代表要分配的字节数。为了分配已经定义好的自定义 struct 对象的内存，我们应该调用 sizeof 运算符，检索该对象需要存储的内存量。
注意，我们可以直接将 sizeof(MyObject) 表达式作为参数传入 malloc 调用中。关于 malloc 的一个注意事项是，成功分配的内存不会被初始化，这意味着可能会存储一些垃圾值。为了应对这个问题，C 库提供了另一个有用的函数-calloc 来自动将内存区域初始化为零。下面的例子显示了单个 MyObject 结构的内存分配。
#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 循环为 C 语言中的结构数组分配内存
经常需要声明一个结构的数组，它可能需要一个比堆栈上可用的更大的内存区域。因此，我们需要将该数组分配为动态内存。下面的示例代码演示了在堆栈上声明 100 个指向 MyObject 结构的指针数组，但每个单独的 MyObject 对象是在动态内存（堆）上分配的情况。
需要注意的是，我们还实现了 initMyObject 函数来初始化 MyObject 中的每一个成员，仅用于测试目的。如果传递的指针是 null，该函数就返回 -1，并将 if 语句放在 for 循环中，以确保打印出相应的错误信息。
#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);
}
虽然，前面的程序有一个错误的部分，任何生产代码都不允许这样做。程序退出时，没有对循环中动态分配的内存区域进行取消分配操作。请注意，与分配类似，数组中的每个单独的元素都必须被释放。因此，我们在下面的代码示例中实现了一个单独的函数 deallocMyObjectArray，来执行对 free 的反复调用。
#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
