C 语言结构体 ( 结构体中嵌套一级指针 | 分配内存时先 为结构体分配内存 然后再为指针分配内存 | 释放内存时先释放 指针成员内存 然后再释放结构头内存 )

Posted 2021-12-28 韩曙亮

文章目录

• 一、结构体中嵌套一级指针
• • 1、声明 结构体类型
  • 2、为 结构体 变量分配内存 ( 分配内存时先 为结构体分配内存 然后再为指针分配内存 )
  • 3、释放结构体内存 ( 释放内存时先释放 指针成员内存 然后再释放结构头内存 )
• 二、完整代码示例

一、结构体中嵌套一级指针

---

1、声明 结构体类型

声明 结构体类型 : 这里注意 , 在结构体中 , 定义一个 一级指针 变量 , 注意与 数组类型区别 ;

• 结构体内定义数组 , 声明变量时 , 会自动分配数组内存 ;
• 结构体内定义指针 , 声明变量时 , 只会为 4 字节指针分配内存 ;

/**
 * @brief The Student struct
 * 定义 结构体 数据类型 , 同时为该结构体类型声明 别名
 * 可以直接使用 别名 结构体变量名 声明结构体类型变量
 * 不需要在前面添加 struct 关键字
 */
typedef struct Student

    // 声明变量时 , 会自动分配这 5 字节内存
    // 赋值时 , 可以直接使用 = 赋值字符串
    char name[5];
    int age;
    int id;
    // 声明变量时 , 只会为 4 字节指针分配内存
    // 具体的 字符串内存 需要额外使用 malloc 申请内存
    // 赋值时 , 必须使用 strcpy 函数 , 向堆内存赋值
    char *address;
Student;

2、为 结构体 变量分配内存 ( 分配内存时先 为结构体分配内存 然后再为指针分配内存 )

为 结构体 变量分配内存 : 结构体 内存分配完成之后 , 需要立刻为 结构体的 一级指针 成员分配内存 ;

/**
 * @brief create_student 堆内存中分配内存
 * @param array 二级指针 , 指向结构体数组
 * @return
 */
int create_student(Student **array, int count)

    // 返回值
    int ret = 0;
    // 循环控制变量

    int i = 0;
    // 临时变量
    Student *tmp = NULL;

    // 验证二级指针合法性
    if(array == NULL)
    
        ret = -1;
        return ret;
    

    // 堆内存中申请内存
    tmp = (Student *)malloc(sizeof(Student) * count);

    // 初始化分配的内存
    memset(tmp, 0, sizeof(Student) * count);

    // 为每个结构体的 address 成员分配内存
    for(i = 0; i < count; i++)
    
        tmp[i].address = (char *)malloc(20);
    

    // 通过间接赋值 设置返回值
    *array = tmp;

    return ret;

3、释放结构体内存 ( 释放内存时先释放 指针成员内存 然后再释放结构头内存 )

释放结构体内存 : 释放 结构体 内存时 , 要先释放 结构体变量 的 一级指针 成员的内存 , 然后再释放整个 结构体的 内存 ;

/**
 * @brief free_student 释放内存
 * @param array
 * @return
 */
int free_student(Student **array, int count)

    // 返回值
    int ret = 0;

    // 循环控制变量
    int i = 0;

    // 验证二级指针合法性
    if(array == NULL)
    
        ret = -1;
        return ret;
    

    // 释放 每个结构体的 address 成员分配内存
    for(i = 0; i < count; i++)
    
        free((*array)[i].address);
        (*array)[i].address = NULL;
    

    // 释放 结构体内存
    free(*array);

    // 指针置空 , 防止野指针
    *array = NULL;

    return ret;

二、完整代码示例

---

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

/**
 * @brief The Student struct
 * 定义 结构体 数据类型 , 同时为该结构体类型声明 别名
 * 可以直接使用 别名 结构体变量名 声明结构体类型变量
 * 不需要在前面添加 struct 关键字
 */
typedef struct Student

    // 声明变量时 , 会自动分配这 5 字节内存
    // 赋值时 , 可以直接使用 = 赋值字符串
    char name[5];
    int age;
    int id;
    // 声明变量时 , 只会为 4 字节指针分配内存
    // 具体的 字符串内存 需要额外使用 malloc 申请内存
    // 赋值时 , 必须使用 strcpy 函数 , 向堆内存赋值
    char *address;
Student;

/**
 * @brief printf_struct_array 打印结构体数组
 * @param array 数组作为函数参数退化为指针
 * @param count 数组中的元素个数
 */
void printf_struct_array(Student *array, int count)

    // 循环控制变量
    int i = 0;

    // 验证数组合法性
    if(array == NULL)
    
        return;
    

    // 打印结构体数组中的 结构体 age 字段
    for(i = 0; i < count; i++)
    
        printf("Student age = %d\\n", array[i].age);
    


/**
 * @brief sort_struct_array 对结构体数组 按照年龄进行排序
 * @param array 结构体指针
 * @param count 结构体数组的元素个数
 */
void sort_struct_array(Student *array, int count)

    // 循环控制变量
    int i = 0, j = 0;
    // 学生年龄
    Student tmp;

    // 验证数组合法性
    if(array == NULL)
    
        return;
    

    // 排序
    for(i = 0; i < count; i++)
    
        for(j = i + 1; j < count; j++)
        
            if(array[i].age > array[j].age)
            
                tmp = array[i];
                array[i] = array[j];
                array[j] = tmp;
            
        
    


/**
 * @brief create_student 堆内存中分配内存
 * @param array 二级指针 , 指向结构体数组
 * @return
 */
int create_student(Student **array, int count)

    // 返回值
    int ret = 0;
    // 循环控制变量

    int i = 0;
    // 临时变量
    Student *tmp = NULL;

    // 验证二级指针合法性
    if(array == NULL)
    
        ret = -1;
        return ret;
    

    // 堆内存中申请内存
    tmp = (Student *)malloc(sizeof(Student) * count);

    // 初始化分配的内存
    memset(tmp, 0, sizeof(Student) * count);

    // 为每个结构体的 address 成员分配内存
    for(i = 0; i < count; i++)
    
        tmp[i].address = (char *)malloc(20);
    

    // 通过间接赋值 设置返回值
    *array = tmp;

    return ret;


/**
 * @brief free_student 释放内存
 * @param array
 * @return
 */
int free_student(Student **array, int count)

    // 返回值
    int ret = 0;

    // 循环控制变量
    int i = 0;

    // 验证二级指针合法性
    if(array == NULL)
    
        ret = -1;
        return ret;
    

    // 释放 每个结构体的 address 成员分配内存
    for(i = 0; i < count; i++)
    
        free((*array)[i].address);
        (*array)[i].address = NULL;
    

    // 释放 结构体内存
    free(*array);

    // 指针置空 , 防止野指针
    *array = NULL;

    return ret;



/**
 * @brief 主函数入口
 * @return
 */
int main(int argc, char* argv[], char**env)


    // 声明结构体数组 , 该数组在栈内存中
    Student *array = NULL;
    // 循环控制变量
    int i = 0;

    // 堆内存中为结构体指针分配内存
    create_student(&array, 2);

    // 命令行中 , 接收输入的年龄
    for(i = 0; i < 2; i++)
    
        // 命令换行中 接收 输入的年龄 ,
        // 设置到 Student 数组元素的 age 成员中
        printf("\\n Input Age :\\n");
        scanf("%d", &(array[i].age));

        printf("\\n Input ID :\\n");
        scanf("%d", &(array[i].id));

        printf("\\n Input Name :\\n");
        scanf("%s", array[i].name);

        printf("\\n Input Address :\\n");
        scanf("%s", array[i].address);
    

    // 结构体数组 按照 age 排序
    sort_struct_array(array, 2);

    // 打印结构体数组中的 结构体 age 字段
    printf_struct_array(array, 2);

    // 释放堆内存数据
    free_student(&array, 2);

    // 命令行不要退出
    system("pause");
    return 0;

执行结果 :

 Input Age :
21

 Input ID :
1

 Input Name :
Tom

 Input Address :
China

 Input Age :
18

 Input ID :
2

 Input Name :
Jerry

 Input Address :
Russia
Student age = 18
Student age = 21
请按任意键继续. . .