堆栈指针的内存分配

Posted 2023-02-18

【中文标题】堆栈指针的内存分配

【英文标题】：memory allocation to stack pointer

【发布时间】：2021-09-01 15:11:49

【问题描述】：

我的代码不起作用，但是当我将 struct stack *sp; 更改为 struct stack * sp = (struct stack *) malloc(sizeof(struct stack)); 时，它开始工作。我对何时将堆中的内存分配给struct stack *ptr 以及何时不分配感到困惑。如果你能给我一个例子更好，什么时候可以使用struct stack *ptr，什么时候可以使用struct stack * sp = (struct stack *) malloc(sizeof(struct stack));

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

struct stack

    int size;
    int top;
    char *arr;
;

int stackTop(struct stack* sp)
    return sp->arr[sp->top];


int isEmpty(struct stack *ptr)

    if (ptr->top == -1)
    
        return 1;
    
    else
    
        return 0;
    


int isFull(struct stack *ptr)

    if (ptr->top == ptr->size - 1)
    
        return 1;
    
    else
    
        return 0;
    


void push(struct stack* ptr, char val)
    if(isFull(ptr))
        printf("Stack Overflow! Cannot push %d to the stack\n", val);
    
    else
        ptr->top++;
        ptr->arr[ptr->top] = val;
    


char pop(struct stack* ptr)
    if(isEmpty(ptr))
        printf("Stack Underflow! Cannot pop from the stack\n");
        return -1;
    
    else
        char val = ptr->arr[ptr->top];
        ptr->top--;
        return val;
    


int precedence(char ch)
    if(ch == '*' || ch=='/')
        return 3;
    else if(ch == '+' || ch=='-')
        return 2; 
    else
        return 0;


int isOperator(char ch)
    if(ch=='+' || ch=='-' ||ch=='*' || ch=='/') 
        return 1;
    else
        return 0;

char* infixToPostfix(char* infix)
    struct stack *sp;
    sp->size = 10; 
    sp->top = -1;
    sp->arr = (char *) malloc(sp->size * sizeof(char));
    char * postfix = (char *) malloc((strlen(infix)+1) * sizeof(char));
    int i=0; // Track infix traversal
    int j = 0; // Track postfix addition 
    while (infix[i]!='\0')
    
        if(!isOperator(infix[i]))
            postfix[j] = infix[i];
            j++;
            i++;
        
        else
            if(precedence(infix[i])> precedence(stackTop(sp)))
                push(sp, infix[i]);
                i++;
            
            else
                postfix[j] = pop(sp);
                j++;
            
        
    
    while (!isEmpty(sp))    
    
        postfix[j] = pop(sp);
        j++;
    
    postfix[j] = '\0';
    return postfix;
    


int main()

    char * infix = "x-y/z-k*d";
    printf("postfix is %s", infixToPostfix(infix));
    
    return 0;

【问题讨论】：

在任何情况下都不应使用struct stack * sp = (struct stack *) malloc(sizeof(struct stack));。 c - Do I cast the result of malloc? - Stack Overflow

struct stack *ptr; 只是声明了一个指针。如果你想取消引用ptr，你必须稍后分配一个有效的指针。

当您取消引用未初始化的指针时，由于尝试写入（或读取）到无效位置的分段错误，您的程序很有可能被终止。在尝试打印任何内容之前，您的程序中会发生这种无效的取消引用。

当我没有为堆中的 struct stack *sp 分配内存时，代码没有给出输出，但是当我为其分配内存时，它开始给出正确的输出。就像在这个函数中一样，我没有为 struct stack *sp 分配内存，但它正在工作。 int parenthesisbalance(char *exp) struct stack *sp;sp->size = 100;sp->top = -1; sp->arr(char*)malloc(sp>size*sizeof(char)); for (int i = 0; exp[i]!= '\0'; i++) if (exp[i]=='(')push(sp,'('); else if (exp[i]==')') if (isempty(sp))return 0; elsepop(sp); if (isempty(sp))return 1;elsereturn 0;

未定义的行为在取消引用未初始化的指针时被调​​用。它可以导致任何结果并且不需要崩溃。

【参考方案1】：

在 C 语言中使用指针时要记住的两件事：

内存分配是你的问题。 你必须考虑指针变量指向的内存分配。 您必须清楚指针与指针所指向的数据之间的区别。

所以当你说

struct stack *sp;

这将永远单独工作。它不适用于实现堆栈的程序，也不适用于实现任何其他类型数据结构的程序。

当你写作时

struct stack *sp;

有一件重要的事情你已经完成了，还有一件重要的事情你没有完成了。

编译器分配空间来存储一个指针。这个指针被称为sp。但是： 这个指针的值是不确定的，这意味着它还没有指向任何地方。您实际上不能将指针变量sp 用于任何事情。 （还）

或者，换句话说，回到我之前提到的区别，你已经处理了指针，但是你没有任何指针指向的数据 em>。

但是当你说

sp = malloc(sizeof(struct stack));

（并假设malloc 成功），现在 sp 指向某个地方：它指向一块正确分配的内存，足以容纳一个struct stack。