如何在函数中动态分配内存？

Posted 2023-02-21

【中文标题】如何在函数中动态分配内存？

【英文标题】：How to dynamically allocate memory in a function?

【发布时间】：2020-05-11 22:55:01

【问题描述】：

假设我想动态分配内存，但使用函数而不是 main() 函数。

所以我尝试这样做：

dynamAlloc(int *fPtr)

   fPtr=malloc(cols * sizeof(*fPtr) );
   if(fPtr==NULL)
     
      printf("Can't allocate memory");
      exit(1);
    

然后我意识到：即使在堆上分配的内存在程序的整个生命周期内都可以使用，但该内存只能被形式参数 fPtr 引用，而不是实际参数（我们称之为 aPtr）。但是一旦退出函数，该内存就会丢失。

那么我该如何使用函数动态分配内存呢？

【问题讨论】：

formal arument fPtr and not the actual argumen - 什么是“正式论证”？什么是“实际论证”？它们有何不同？您是在问如何从函数的外部范围为变量赋值？

类似How to change a variable in a calling function from a called function?？ assign a memory block - 指针不是内存块，它只是内存地址。

所以我所要做的就是将int *fPtr 替换为int **fPtr 以接收&aPtr 作为参数？

dynamAlloc(int **fPtr) 然后*fPtr=malloc(cols * sizeof(**fPtr) ); 否则，您将分配的块分配给函数本地指针的 copy ，因此在main() 中永远不会看到分配（本质上是内存泄漏）。在main() 中与dynamAlloc (&pointer) 通话。

@KamiCuk @DavidThe 多个取消引用 * 操作员使它看起来比实际更难，但我意识到这个概念仍然是一样的。非常感谢你给我指路！

【参考方案1】：

内存只能被形式参数fPtr引用，而不是实际参数（我们称之为aPtr）。

aPtr 不能在调用dynamAlloc() 之前表示堆内存对象，因为该对象尚未分配，其地址已分配给aPtr 槽fPtr。此后aPtr做引用堆对象。

我们只需要将aPtr的指针地址传递给dynamAlloc()即可。因此，您需要适当的参数（实际参数）和参数（形式参数）在函数之间传递指针 aPtr 的地址，如下所示。

那么我该如何使用函数动态分配内存呢？

您可以像 main() 那样做，不管指针是在 main() 还是其他函数中声明的，您只需将指针 aPtr 的地址传递给其他函数，你想在其中使用堆内存对象，比如fe：

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

#define cols 5

void dynamAlloc(int** fPtr);

int main()

    int* aPtr;

    dynamAlloc(&aPtr);

    free(aPtr);

    return 0;



void dynamAlloc(int** fPtr)                 

   *fPtr = malloc(sizeof(*fPtr) * cols);
   if(*fPtr == NULL)
     
      printf("Can't allocate memory");
      exit(1);
    

---

别忘了free()堆内存！

【讨论】：

程序终止后它会在内存中保持不变。操作系统不会将所有分配的内存收回给程序吗？

【参考方案2】：

或者直接改成这样：

void dynamAlloc(int **fPtr)

   *fPtr=malloc(cols * sizeof(**fPtr) ); // malloc is returning void* so in that place it would be compiler error, so pointer returned from malloc should be casted to the pointer type of the value.
   if(*fPtr==NULL) // that would be a warning in gcc since NULL is a macro eq to 0, or (void*)0, it compiler version
     
      printf("Can't allocate memory");
      exit(1);
    

及功能用法：

int* ptr = (int*)NULL;
dynamAlloc(&ptr);
*ptr = 1; // assign 1 to the first element, ptr is a valid pointer here

但双指针语法在某些情况下可能会变慢，最后用返回函数回答，该本地指针的副本是更好的做法。

【讨论】：

因为需要 C，所以可以像 int* ptr = (int*)NULL;

你的函数依赖于全局变量。不要在这样的函数中退出程序。

这不是我的功能，这不是修复它的情况，作为嵌入式固件工程师，我会对该代码进行许多其他更改，首先在这种情况下的功能是浪费处理器时间, 除非您对可以稍后检查泄漏字节的 malloc 进行包装，否则总线仍然是，更好的选择是使用宏使该包装在线。

@JohnySiemanoKolano 所以你是说int* dynamAlloc(int * fPtr) 更快（我想这更好？），即堆中的返回地址比双指针语法更好？有什么理由会使用双指针语法而不是其他语法？

另外，我读过 malloc 的强制返回值是不好的做法。见***.com/q/605845/10701114。这就是为什么我没有在malloc() 声明之后发表我的评论，而不是您的评论。虽然有些人说基于链接上的 cmets，铸造不再是坏事。

【参考方案3】：

由于您需要更改指针本身 - 需要指向指针的指针

void *allocate(void **tmp, size_t size)

    if(tmp)
    
        *tmp = malloc(size);
    
    return *tmp;



int main()

    int *ptr;

    if(!allocate((void**)&ptr, sizeof(*ptr) * 100))
    
        perror("Error\n");
        exit(1);
    
    /* do something*/
    free(ptr);

【讨论】：

@TruthSeeker 方法极其复杂。指针上的free

(void**)&ptr - 通过*(void**) 访问int * 是未定义的行为。

【参考方案4】：

使用宏函数更方便，像这样：

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

#define NEW_ARRAY(ptr, n) \
     \
        (ptr) = malloc((size_t) (n) * sizeof (ptr)[0]); \
        if ((ptr) == NULL)  \
            fputs("Can't allocate memory\n", stderr); \
            exit(EXIT_FAILURE); \
         \
    

#define NEW(ptr) NEW_ARRAY((ptr), 1)

int main(void)

    int *myArray;
    const int myArrayLen = 100;
    int i;

    NEW_ARRAY(myArray, myArrayLen);
    for (i = 0; i < myArrayLen; i++) 
        /*...*/
    
    return 0;

更新：

宏的目的是抽象出细节并使内存分配更不容易出错。对于（非宏）函数，我们必须将元素大小作为参数传递，因为当指针传递给 void 指针类型的形式参数时，该信息会丢失：

void NewArray(void *ptr, int n, int elemSize)

        *ptr = malloc((size_t) n * sizeof elemSize);
        if (*ptr == NULL) 
            fputs("Can't allocate memory\n", stderr);
            exit(EXIT_FAILURE);
        

有了函数NewArray，对应第一个例子的分配调用就变成了

NewArray(&myArray, n, sizeof myArray[0]);

这对我们没什么好处。

【讨论】：

为什么MACRO为什么不用inline函数呢？

@TruthSeeker inline 用于函数。 NEW_ARRAY(ptr, n) 不像函数，更像ptr = foo(n, typeof ptr)。

@chux-ReinstateMonica：是的，这是真的。我要说的一点是，当我们可以通过常规函数解决为什么要使用 MACRO 时。看完this。我尽量避免使用 MACRO。

@TruthSeeker 那么最好陈述你的观点（你想表达的东西）而不是问一个问题（听起来你想学习一些东西）