c - 结构 : between a calling program and library (in c) 中的共享对象

Question

在一个单独的库中，我们有一个结构:

typedef struct bsmat{
int m;
int *n;
double **d;
} bs;

其中 **d 是指向 double 组的指针数组。

bs *new_bs(int n, double **d);

有两个用例:

(a) 主应用分配多个 double 矩阵并调用库构造结构。

b = new_bs(5, p)

(b) 或者，作为函数调用的结果，库可以生成一个对象:

bs *add(bs *a, bs *b);

在第二种情况下，库拥有 **d 并且可以在必要时释放它。在第一种情况下，应用程序已经分配了数组并且库可以读取/写入它。我不清楚谁应该释放什么以及何时释放？

允许主应用程序拥有结构成员是否有问题？这种方法有什么问题？有哪些选择？我们正在努力避免来回复制大量数组。

谢谢

TR

Answer 1

一般来说，图书馆记录它与使用其服务的应用程序签订的“契约(Contract)”很重要。库编写器记录了库所做的所有分配以及应用程序需要释放的内容。与任何契约(Contract)一样，简单且一致的契约(Contract)是好的。

在这种特殊情况下，我想图书馆还应该提供:

void free_bs(bs *b) 
{
     if (b->d) {
          /* free b->d here */
     }
     /* free rest of the structure */
}

释放结构。在这里释放 d 数组也是有意义的。应用程序具有指向所有 bs 结构的指针，并负责在不再需要时对它们调用 free_bs。

例如，如果您想保留 d 以供将来使用，那么在完成库操作后，合约会稍微复杂一些。图书馆还可以提供:

double** bs_get_data(bs *b)
{
     double **d = b->d;
     b->d = NULL;
     return b->d;
}

它返回指向 d 的指针，并将该字段留空，以便自由例程知道要跳过它。

bs_get_data() 的文档必须解释它只能被调用一次，并且在这种情况下应用程序负责释放数组。

更新:在回答您的以下评论时:首先，请注意我通过(至少)以下假设简化了问题:d 由单个 bs 引用结构或应用程序。应用程序和库将对数组的单个引用从一个传递到另一个。例如，如果您想要在多个 bs 结构中使用相同的 d 数组，那么我的方法是不够的。

您在评论中提出的标志可能会有所帮助，但不是标准做法，FWIK。在这种情况下，我建议实现一些简单的引用计数。如果 d 是需要共享的资源，将其设为“对象”:

 typedef struct {
         double **d;
         int ref;
 } d_t;

用 1 初始化 ref。在 new_bs() 和所有接收 d 的“副本”的函数中，增加引用计数.当 bs 结构被删除时，或者当您在应用程序中不再需要 d 时，减少它的引用计数。如果它变为零，则释放它。在某种程度上，这就是高级语言为您所做的，并且在保持资源管理健全方面非常有效。

因此没有人拥有该数组，但最后需要它的人会释放它。

当然，这需要更多的工作并使代码复杂化，所以尽量平衡。并非您拥有的每个结构都需要它，但只有那些您需要保留多个引用的结构才需要。