将结构成员指针分配给另一个动态内存分配的指针是不是安全？

Posted 2023-02-18

【中文标题】将结构成员指针分配给另一个动态内存分配的指针是不是安全？

【英文标题】：Is it safe to assign a struct member pointer to another dynamically memory allocated pointer?将结构成员指针分配给另一个动态内存分配的指针是否安全？

【发布时间】：2021-02-14 10:48:00

【问题描述】：

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

struct Test 
    const char *str;
;

void test_new(Test *test) 
    char *s = malloc(100);
    
    s[0] = 'H';
    s[1] = 'i';
    s[2] = '\0';
    
    test->str = s;


int main(void) 
    struct Test test;
    
    test_new(&test);
    
    puts(test.str);
    free(test.str);
    
    return 0;

这是允许的吗？将结构成员分配给test_new 函数中的局部变量（字符指针）？ （test->str = s 是否允许？）

我听说数组变量，当它是本地的时候，在函数结束后被释放。我想知道这是否适用于内存分配的局部变量。

像这样：

char *test(void) 
    char s[100];
    return s;

s 将在函数结束时消失，所以我想知道这是否适用于我的结构，尤其是我没有返回，而是更改了一个成员。

将结构成员指针（test->str）分配给另一个动态内存分配的指针（s）是否安全？

【参考方案1】：

从test_new 函数看一下这两行：

// 1
char *s = malloc(100);

// 2
test->str = s;

在1 之后你有这样的东西：

+---+ +------------------+ |小号 | --> | malloc 分配的内存... | +---+ +------------------+

那么在2 之后你会得到这样的东西：

+---+ |小号 | ----------\ +---+ \ +-------------------+ >--> | malloc 分配的内存... | +-----------+ / +-------------------+ |测试->str | --/ +-----------+

然后一旦test_new 返回，main 函数中就只有这个了：

+----------+ +-------------------+ |测试.str | --> | malloc 分配的内存... | +----------+ +-------------------+

这很好。

【讨论】：

感谢您创建图片以查看发生了什么。我以不同的方式想到了 malloc，但是在看了这个之后，我现在可以清楚地看到发生了什么。我非常感谢您仅通过文本表示内存分配的方式。

【参考方案2】：

在test_new 函数中完成的分配/分配是允许的并且是安全的。这是因为char *s = malloc(100); 行在堆上分配内存（而不是在“本地”堆栈上），而test->str = s; 行将指向分配内存的指针分配给通过引用传递的结构的成员。因此，调用代码的结构变量中的该成员将按照您的意愿进行修改。

会有什么问题（在你的第二个 sn-p 中使用本地内存的例子）会是这样的：

void test_bad(Test *test) 
    char s[100]; // Local memory - gone when function returns
    s[0] = 'H';
    s[1] = 'i';
    s[2] = '\0';    
    test->str = s; // Pointer member of structure will be invalid after the return.

上面的 bad 代码会编译（它是语法正确的），但任何体面的编译器都会（或应该）警告你使用指向局部变量的指针。

【讨论】：

在您发布的代码中，即使我可能永远不会创建静态变量，但创建static char s[100]; 是安全的，对吧？

@JackMurrow 你可以在那里使用static 变量，那将是“安全的”。但是，如果您使用指向许多 不同 结构的指针调用该函数，则每个结构的指针成员将指向 same char 数据。