c语言进阶部分详解（《高质量C-C++编程》经典例题讲解及柔性数组）

上篇文章我介绍了介绍动态内存管理的相关内容：c语言进阶部分详解（详细解析动态内存管理）-CSDN博客

各种源码大家可以去我的github主页进行查找：唔姆/比特学习过程2 (gitee.com)

今天便接“上回书所言”，来介绍《高质量C-C++编程》经典例题讲解及柔性数组

一.几个经典例题

1.1题目一

注意

改进

1.2问题二

1.3问题三

1.4问题四

二.柔性数组

2.1柔性数组特点

2.2柔性数组的使用

2.3柔性数组的优势

一.几个经典例题

1.1题目一

void ToMalloc(char* p)
{p = (char*)malloc(100);
}
void test1(void)
{char* str = NULL;ToMalloc(str);strcpy(str, "hello");printf(str);//就是printf("%s",str);free(str);str=NULL;
}
int main()
{test1();return 0;
}

运行结果是程序崩溃了：

对一个NULL进行解引用操作（想对一个指针内容更改必然有解引用操作）
p动态开辟后没有进行free，内存泄露了

注意

有些读者可能遇到这样的情况

int main()
{char* ar = "abdldsaf";strcpy(ar,"hello");printf(ar);return 0;
}

编译器都会报错，这是因为：ar其实是一个字符串常量，我们怎么能对常量进行修改呢？应该使用字符数组来存储可修改的字符串

所以我们可以用数组或者动态开辟进行改正问题

改进

void ToMalloc(char** p)
{*p = (char*)malloc(100);
}
void test1(void)
{char* str = NULL; ToMalloc(&str);strcpy(str, "hello");printf(str);//就是printf("%s",str);
}

1.2问题二

char* ToMalloc(void)
{char p[] = "hello world";return p;
}
void test2(void)
{char* str = NULL;str = ToMalloc();printf(str);
}int main()
{test2();return 0;
}

结果：

大家可以看到是乱码：这是因为我们返回了局部变量的地址。当出了ToMalloc函数后，p在栈空间上面被销毁了。此时返回的指针将指向无效的内存（内存已经还给操作系统了）

1.3问题三

void ToMalloc(char** p, int num)
{*p = (char*)malloc(num);
}
void test3(void)
{char* str = NULL;ToMalloc(&str, 100);strcpy(str, "hello");printf(str);
}int main()
{test3();return 0;
}

大家可以看到跟问题一我们改进后的代码几乎是是一样的 ,也确实输出hello

问题便是存在内存泄漏，我们没有对malloc开辟的空间进行free

1.4问题四

void test4()
{char* str = (char*)malloc(100);strcpy(str, "hello");free(str);if (str != NULL){strcpy(str, "world");printf(str);}
}int main()
{test4();return 0;
}

str已经被释放了，str成为了野指针，又对野指针进行操作（非法访问内存）

二.柔性数组

C99 中，结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组，这就叫做『柔性数组』成员

基本形式如下：

typedef struct st_type

{

int i ;

int a [ 0 ]; // 柔性数组成员部分编译器不能识别时换成：int a[];

} type_a ;

2.1柔性数组特点

结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员
sizeof 返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存
包含柔性数组成员的结构一般使用malloc ()函数进行内存的动态分配，并且分配的内存应该大于结构的大小，以适应柔性数组的预期大小（多的一部分要给柔性数组）

typedef struct s
{char a;int b;int c[0];//柔性数组成员
};int main()
{printf("%d", sizeof(struct s));return 0;
}

2.2柔性数组的使用

struct s
{char a;int b;int c[0];//柔性数组成员
};int main()
{struct s* s1 = (struct s*)malloc(sizeof(struct s)+20);if (s1 == NULL){perror("malloc");return 1;}//赋值s1->a = 'a';s1->b = 6;for (int i = 0; i < 5; i++){s1->c[i] = i;}//打印for (int i = 0; i < 5; i++){printf("%d ",s1->c[i]);}//如果不够，就扩容struct s* s2 = (struct s*)realloc(s1, sizeof(struct s) + 40);if (s1 != NULL){s1 = s2;}else{return 1;}//释放free(s1);s1 = NULL;return 0;
}

2.3柔性数组的优势

也许我们会想，下面的代码也有相同的作用啊，为什么还要用柔性数组呢？

struct S
{char a;int b;int* c;
};int main()
{struct S* s1 = (struct s*)malloc(sizeof(struct s));if (s1 == NULL){perror("malloc");return 1;}//赋值s1->a = 'a';s1->b = 6;s1->c = (int*)malloc(20);for (int i = 0; i < 5; i++){s1->c[i] = i;}//打印for (int i = 0; i < 5; i++){printf("%d ", s1->c[i]);}//如果不够，就扩容int p = (struct s*)realloc(s1->c,40);if (s1 != NULL){s1->c = p; }else{return 1;}//释放free(s1->c); //先释放后部分，如果先释放前面的就找不到后面的了s1->c = NULL;free(s1);s1 = NULL;return 0;
}

我们可以知道还是柔性数组的代码更好：

优点一：方便内存释放

如果结构体里面做了二次内存分配，有时可能只针对结构体进行一次释放，这样就造成内存泄漏了。

如果我们把结构体的内存以及其成员要的内存一次性分配好了，并返回给用户一个结构体指针，用户做一次free 就可以把所有的内存也给释放掉

优点二： 这样有利于访问速度

连续的内存有益于提高访问速度，也有益于减少内存碎片