c - 如何在 C 库中初始化数组大小？

Question

我正在为环形缓冲区创建一个包含 .h 和 .c 文件的 C 库。理想情况下，您将在主项目中使用类似 ringbuff_init(int buff_size); 的东西初始化这个环形缓冲区库，发送的大小将是缓冲区的大小。当 C 中的数组需要静态初始化时，我该怎么做？

我已经尝试过动态分配数组，但没有成功。肯定可以通过某种方式完成这项任务吗？

我想做的是这样的:

int buffSize[];

int main(void)
{
    ringbuffer_init(100);      // initialize buffer size to 100
}

void ringbuffer_init(int buff_size)
{ 
    buffSize[buff_size];
}

这显然不能编译，因为数组应该在声明时初始化。所以我的问题真的是，当你为缓冲区之类的东西创建一个库时，你如何在主程序中初始化它(以便在缓冲区库的 .h/.c 文件中)将缓冲区大小设置为想要的尺寸？

Answer 1

您想使用动态内存分配。您最初尝试的直接翻译如下所示:

size_t buffSize;
int * buffer;

int main(void)
{
    ringbuffer_init(100);      // initialize buffer size to 100
}

void ringbuffer_init(size_t buff_size)
{ 
    buffSize = buff_size;
    buffer = malloc(buff_size * sizeof(int));
}

然而，这里的解决方案非常糟糕。让我在这里列出问题:

1. 没有检查 malloc 的结果。如果分配失败，它可以返回 NULL。
2. 缓冲区大小需要与缓冲区一起存储，否则无法从您的库代码中获知其大小。保留这些全局变量并不是很干净。
3. 说起来，这些全局变量绝对不是线程安全的。如果多个线程调用您的库的函数，结果是不可预测的。您可能希望将缓冲区及其大小存储在一个结构中，该结构将从您的 init 函数返回。
4. 没有什么能阻止您连续多次调用 init 函数，这意味着每次都会覆盖缓冲区指针，从而导致内存泄漏。
5. 必须使用 free 函数最终释放分配的内存。

总而言之，您需要非常仔细地考虑您在库中公开的 API，并且实现虽然不是非常复杂，但也不是微不足道的。

更正确的应该是这样的:

typedef struct {
    size_t buffSize;
    int * buffer;
} RingBuffer;

int ringbuffer_init(size_t buff_size, RingBuffer * buf)
{
    if (buf == NULL)
        return 0;

    buf.buffSize = buff_size;
    buf.buffer = malloc(buff_size * sizeof(int));

    return buf.buffer != NULL;
}

void ringbuffer_free(RingBuffer * buf)
{
    free(buf.buffer);
}

int main(void)
{
    RingBuffer buf;
    int ok = ringbuffer_init(100, &buf);      // initialize buffer size to 100

    // ...

    ringbuffer_free(&buf);
}

即使这样也不是没有问题，因为如果为同一个缓冲区多次调用 init 函数，仍然存在潜在的内存泄漏，并且您的库的客户端不能忘记调用 free 函数。