c - 删除嵌套函数调用中生成的中间指针的最佳做法是什么？

Question

我正在用c编写一个基本的矩阵库，矩阵数据结构如下所示:

typedef struct Matrix{
    int rows;
    int cols;
    double complex *matrix;
} Matrix;

以及相应的初始化矩阵的函数和释放指针的函数(类似于c++中的构造函数和析构函数)

Matrix* InitializeMatrix(int r, int c){
    Matrix* mat = malloc(sizeof(Matrix));
    mat->rows = r;
    mat->cols = c;
    mat->matrix = (double complex *)malloc(r * c * sizeof(double complex));
    return mat;
}

int DeleteMatrix(Matrix *mat){
    mat->rows = 0;
    mat->cols = 0;
    free(mat->matrix);
    mat->matrix = 0;
    return 0;
}

这是主要问题。假设我有两个函数

Matrix* fun1(Matrix* input){
    //some operations
    Matrix* mat = InitializeMatrix(r, c);
    //some operations
    return mat;
}
Matrix* fun2(Matrix* input){
    //some operations
    Matrix* mat = InitializeMatrix(r, c);
    //some operations
    return mat;
}

现在我有另一个函数想要嵌套fun1和fun2

Matrix* fun3(Matrix* input){
    return fun2(fun1(input));
}

通常当我调用一个函数时，我必须调用 DeleteMatrix 来释放内存，但是在 fun2(fun1(input)) 中，对矩阵的引用由 fun1(input) 生成的代码不会保存，也无法释放。我知道我可以创建一个中间变量来进行引用，但我想保留嵌套函数调用，因为它简洁直观。我的整体设计有问题吗？如何克服这个问题？

Answer 1

一种选择是更改函数原型(prototype)，以便 fun1()和 fun2()接受第二个参数，它是指向 Matrix 的指针.然后你可以改变函数体，这样一个新的 Matrix如果此参数为 NULL 则分配, 否则 output Matrix用来。例如:

Matrix* fun1(Matrix* input, Matrix* output){
    //some operations
    Matrix* mat;
    if (output == NULL){
        mat = InitializeMatrix(input->rows, input->cols);
    } else {
        mat = output;
    }
    //some operations
    return mat;
}

这里我假设 r和 c未声明的原始函数的行数和列数是 input 的行数和列数。 Matrix .如果你想要fun1()分配一个新的 Matrix ，这样调用它:

Matrix* result = fun1(input, NULL);

如果你想使用预分配的 Matrix :

Matrix* mtrx = InitializeMatrix(3, 3);
mtrx = fun1(input, mtrx);

如果你想链接在一起fun1()和 fun2() :

mtrx = fun2(fun1(input, mtrx), mtrx);

尽管让外部函数调用进行分配可能会更好；这样mtrx总是一个中间结果，你只需要创建一个新的Matrix获得新结果的指针。请注意，您仍然需要为 mtrx 分配空间。 :

result = fun2(fun1(input, mtrx), NULL);

您可以将更多功能链接在一起，但这可能会越过阈值而变得不当:

result = fun3(fun2(fun1(input, mtrx), mtrx), NULL);

另外，请注意您的 DeleteMatrix()功能有问题。无需将字段清零，您需要 free(mat)以及free(mat->matrix) :

int DeleteMatrix(Matrix* mat){
    free(mat->matrix);
    free(mat);
    return 0;
}