Malloc 与创建数据结构

Posted 2023-03-16

【中文标题】Malloc 与创建数据结构

【英文标题】：Malloc vs Creating a Data Structure

【发布时间】：2021-11-22 07:24:48

【问题描述】：

malloc 有什么用，而不仅仅是在 c 函数中创建结构？例如，这是在二叉搜索树中创建节点的模型代码。

void insertBSTNode(BTNode **node, int value)


    if (*node==NULL)
    
        *node=malloc(sizeof(BTNode));
        (*node)->item =value;
        (*node)->left =NULL;
        (*node)->right = NULL;
        return;
    
    if ((*node)->item > value)
        insertBSTNode(&((*node)->left), value);
    else if ((*node)->item <value)
        insertBSTNode(&((*node)->right), value);
    else
    
        printf("Already exists in the BST\n");
        return;
    
    return;
 

我尝试做类似的事情，但改为像这样创建结构：

void insertBSTNode(BTNode **node, int value)

    if ((*node) == NULL)
        BTNode insert;
        insert.item = value;
        insert.left = NULL;
        insert.right = NULL;
        (*node) = &insert;
        return;
       
    
    else 
        int Nodeitem = (*node)->item;
        if (value>Nodeitem)
            insertBSTNode(&((*node)->right),value);
            return;
        

        if (value<Nodeitem)
            insertBSTNode(&((*node)->left),value);
            return;
        
    

但 Nodeitem 将始终是地址。为什么 malloc 在这种情况下工作？当我使用 BTNode insert，这与使用 malloc 而不是 &insert 只是指向内存位置不同吗？那我应该改用 malloc 吗？

【问题讨论】：

您的第二个版本创建了悬空指针，因此您的代码将调用 未定义的行为（并且通常会做一些奇怪的事情）

我可以知道为什么它会创建悬空指针吗？我应该怎么做才能更正第二个版本。

在您的代码中，insert 是一个自动变量（在块或函数中定义，而不是静态的）。它将在定义它的 bloc 结束时达到其生命周期的终点，并且任何指向它的指针都将在此之后被称为 dangling。因为在对象达到其生命周期结束后尝试使用它显然是未定义的行为。

感谢您的帮助！我假设（非常错误地）记忆在某种程度上比函数中的变量更永久。

【参考方案1】：

当使用BTNode insert; 时，您正在使用堆栈中的内存。只要您只在insertBSTNode 函数内处理这些数据，这很好，但是一旦您离开该函数，堆栈内存就可以（并且将）被其他函数使用。另一方面，malloc 使用堆内存，因此您可以在调用 malloc 的函数之外使用分配的内存，而不会有被其他函数覆盖的风险。您还必须记住，使用 malloc 分配的内存必须在您的应用程序不再需要时手动释放。

【讨论】：

“你正在使用堆栈中的内存”：这个说法大部分时间是正确的，但在 C 语言中正式没有堆栈。语句应该是 "BTNode insert; 声明了一个局部变量，该变量将在程序离开作用域后立即结束。"

@Jabberwocky，您是正确的，因为 c 标准不要求使用堆栈内存实现局部变量。但也有可能争辩说，具有自动存储的变量的 lifo 特性使它们根据定义成为堆栈。因此，我会说 “你正在使用堆栈中的内存” 是一个很好的心理模型，即使在技术上可能不正确。