使用 malloc 和不使用 malloc 创建结构体的区别

Question

有人可以向我解释一下创建带有和不带有 malloc 的结构之间的区别吗？什么时候应该使用malloc，什么时候应该使用常规初始化？

例如：

struct person {

    char* name;

};

struct person p = {.name="apple"};

struct person* p_tr = malloc(sizeof(struct person));
p_tr->name = "apple";

两者之间到底有什么区别？什么时候会使用一种方法而不是其他方法？

Answer 1

具有如下数据结构；

struct myStruct {
    int a;
    char *b;
};

struct myStruct p;  // alternative 1
struct myStruct *q = malloc(sizeof(struct myStruct));  // alternative 2

• 替代方案 1：在堆栈myStruct上分配一定宽度的内存空间，并将结构体的内存地址返回给您（即，为您提供结构体的第一个字节地址）。如果它是在函数中声明的，则当函数退出时，它的生命结束（即，如果函数超出范围，则无法访问它）。&p

• 方案2：在堆上分配一个myStruct宽度的内存空间，在栈上分配一个类型为指针宽度的内存空间。堆栈上的指针值被分配结构体的内存地址（位于堆上）的值，并且该指针地址（不是实际的s 地址）将返回给您。在您使用之前，它的生命周期永远不会结束。(struct myStruct*)structfree(q)

在后一种情况下，例如，myStruct位于内存地址0xabcd0000和q位于内存地址0xdddd0000；然后，内存地址上的指针值0xdddd0000被分配为0xabcd0000，并将其返回给您。

printf("%p\n", &p); // will print "0xabcd0000" (the address of struct)

printf("%p\n", q);  // will print "0xabcd0000" (the address of struct)
printf("%p\n", &q); // will print "0xdddd0000" (the address of pointer)

解决你的第二部分；何时使用哪个：

• 如果这个结构体在函数中，并且您需要在函数退出后使用它，那么您就需要malloc它。您可以通过返回指针来使用结构体的值，例如：return q;。
• 如果这个结构是临时的，并且以后不需要它的值，则不需要malloc内存。

用法示例：

struct myStruct {
    int a;
    char *b;
};

struct myStruct *foo() {
    struct myStruct p;
    p.a = 5;
    return &p; // after this point, it's out of scope; possible warning
}

struct myStruct *bar() {
    struct myStruct *q = malloc(sizeof(struct myStruct));
    q->a = 5;
    return q;
}

int main() {
    struct myStruct *pMain = foo();
    // memory is allocated in foo. p.a was assigned as '5'.
    // a memory address is returned.
    // but be careful!!!
    // memory is susceptible to be overwritten.
    // it is out of your control.

    struct myStruct *qMain = bar();
    // memory is allocated in bar. q->a was assigned as '5'.
    // a memory address is returned.
    // memory is *not* susceptible to be overwritten
    // until you use 'free(qMain);'
}

Answer 2

如果我们假设这两个示例都发生在函数内部，则：

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struct person p = {.name="apple"};\n

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C 实现会p在函数执行结束时自动分配内存并释放内存（或者，如果语句位于函数中嵌套的块内，则在该块执行结束时释放内存）。这在以下情况下很有用：

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• 您正在处理尺寸适中的物体。（对于大对象，使用许多 KB 的内存malloc可能会更好。阈值根据情况而变化。）
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• 您一次正在处理少量对象。
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在：

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struct person* p_tr = malloc(sizeof(struct person));\np_tr->name = "apple";\n

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程序显式地为对象请求内存，并且程序通常应该在free处理完该对象后释放该内存。这在以下情况下很有用：

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• 该对象必须返回给函数的调用者。上面使用的自动对象在执行时将不再存在（在计算的 C 模型中；计算机中的实际内存不会停止存在\xe2\x80\x94，而只是不再保留供该对象使用）函数结束，但是这个分配的对象将继续存在，直到程序释放它（或结束执行）。
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• 该物体非常大。（通常，C 实现比malloc自动对象提供更多的内存用于分配。）
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• 程序将根据具体情况创建可变数量的此类对象，例如从读取之前不知道其大小的输入创建链表、树或其他结构。
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请注意，将成员struct person p = {.name="apple"};初始化name为"apple"并将所有其他成员初始化为零。malloc但是，使用和分配的代码p_tr->name不会初始化其他成员。

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如果struct person p = {.name="apple"};出现在函数外部，则它将创建一个具有静态存储持续时间的对象。它将在程序执行期间存在。

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相反struct person* p_tr = malloc(sizeof(struct person));，最好使用struct person *p_tr = malloc(sizeof *p_tr);. 对于前者，更改p_tr需要在两个地方进行编辑，这使得人类有机会犯错误。对于后者，仅更改一处的类型p_tr仍将导致请求正确的大小。

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