动态分配和复制数组

我有时会看到这样的代码:

char* copystr(char* input) {
  int inputLength;
  char *answer;

  inputLength = strlen(input);

  answer = malloc(inputLength + 1);
  answer = input;

  return answer;
}

人们经常说这段代码不起作用,而且这种模式

answer = malloc(inputLength + 1);
answer = input;

没有任何意义。为什么会这样呢?在我看来,代码还可以。它为答案分配正确的内存量,然后将输入复制到答案中。例如,它似乎可以在我的测试中起作用

int main()
{
   printf ("%s\n",copystr("Hello world!"));
}

执行我期望的操作。那怎么了?

linrunwang 回答:动态分配和复制数组

简单地说。这段代码:

var = foo();
var = bar();
在所有 1 情况下

都等于100%:

foo();
var = bar();

此外,如果foo()没有副作用,那么它与最后一行的结果是100%等效:

// foo(); 
var = bar();

这适用于任何功能,包括malloc。如果我们暂时忘记malloc所做的事情,而只关注刚刚说过的话,我们可以迅速意识到这段代码的注释中写的是什么:

answer = malloc(inputLength + 1);
// Here,the variable answer contains the return value from the call to malloc
answer = input;
// Here,it contains the value of input. The old value is overwritten,and
// is - unless you saved it in another variable - permanently lost.

malloc的确很简单。它返回一个指向内存块的指针,如果分配失败,则返回NULL指针。 2 就是这样。与ptr = malloc(size)之类的调用相比,您所做的工作绝对不过是将地址存储在指针变量ptr中而已。指针变量的使用方式与intfloat之类的其他变量相同。 int存储一个整数。指针存储一个存储器地址。这里没有魔术。

1 它是100%等效的,除了您正在做一些花哨的事情,例如使用外部程序读取变量var 2 malloc(0)可以返回非空指针,但实际上并没有什么不同,因为取消引用将是未定义的行为,并且分配零字节是相当不错的没有意义的(哈哈,指向)操作。

,

要回答这个问题,让我们先来看一个稍微简单一些的代码片段。

int answer;

answer = 42;
answer = 0;

即使是最粗略的观察者也会注意到,第一次作业

answer = 42;

是没有用的。它将42的值放入answer中,仅在下一刻被丢弃并替换为0。这样那行代码就可以完全扔掉。

让我们通过查看optimised assembly code generated by a C compiler进行验证。如我们所见,行answer = 42;的确对生成的机器代码没有任何影响。

现在将其与相关代码进行比较

answer = malloc(inputLength + 1);
answer = input;

如果类推推理在这种情况下有效,那么我们必须得出结论,第一个分配是无用的,可以省略。我们将某些东西(malloc的结果)放置在answer中,只待一会儿扔掉并换成其他东西。

当然,如果没有进一步的研究,我们不能说它是否适用,但是可以通过再次查看生成的程序集来证实我们的怀疑。 And it is confirmed。编译器甚至不会生成对mallocstrlen的任何调用!他们确实没用。


那么直觉在哪里

  

它为答案分配了适当的内存量,然后将输入复制到答案中

崩溃了吗?

问题出在指针和数组之间的永恒困惑。

人们可能经常看到这样的说法:在C中,数组是指针,或者指针是数组,或者数组和指针是可互换的,或者是其多种变体。这些主张都是虚假和误导的。指针和数组是完全不同的东西。他们经常在一起工作,但这远非相同。让我们在代码示例中分解指针和数组。

  • input是一个指针变量
  • input(大概)指向一个字符串,该字符串是char
  • 的数组
  • answer是另一个指针变量
  • malloc(...)动态分配char的新数组,并返回指向所述数组的指针
  • answer = malloc(...)将该指针复制到answer,现在answer 指向malloc分配的数组
  • answer = input另一个指针(我们已经在上面看到)复制到answer
  • 现在answerinput指向同一字符串,并且malloc的结果被忘记并丢弃

所以这解释了为什么您的代码正在执行您期望的操作。而不是拥有字符串“ Hello world!”的两个相同副本。您只有一个字符串和两个不同的指针。这似乎就是医生的命令,但是一旦我们做一些稍微复杂的事情,它就会崩溃。例如,这样的代码

char *lineArray[MAX_LINES];
char buffer[BUF_LEN];
int i = 0;
while (i < MAX_LINES && fgets(buffer,BUF_LEN,stdin)) {
   lineArray[i++] = copyStr(buffer);
}

最后将stringArray的每个元素都指向相同的字符串,而不是指向stdin的一堆不同的行。

好,所以现在我们确定answer = input复制了一个指针。但是我们要复制一个数组,我们刚刚为其分配了空间!我们该怎么做?

由于我们的数组大概是NUL终止的字符串,因此我们可以使用设计用于复制NUL终止的字符串的标准库函数。

strcpy(answer,input);

对于其他数组,我们可以使用memcpy。主要区别在于我们必须传递数组长度。

memcpy(answer,input,inputLength + 1);

在我们的情况下,这两种变体都可以使用,但是首选第一种,因为它重申我们正在处理字符串。为保证完整性,这是固定的copyStr

char* copyStr(char* input) {
  int inputLength;
  char *answer;

  inputLength = strlen(input);

  answer = malloc(inputLength + 1);
  strcpy(answer,input);

  return answer;
}

顺便说一句,它的工作原理与非标准但广泛使用的strdup函数相同(strdup具有更好的签名和有效的错误检查,在此我们省略了)。

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